•價格降低
,") 8 ")（與模塊式格柵結(jié)構(gòu)相比）；

•減重
")，約 """9:（與金屬機翼相比）；

•
不會發(fā)生腐蝕和裂紋擴展，可節(jié)省使用中的檢測和維修費用，直接使用成本降

低 / )。 •,"•
 

第十一章 機身結(jié)構(gòu)設(shè)計
第一節(jié) 機身的功用與結(jié)構(gòu)設(shè)計要求
一、機身的功用
機身是飛機的軀干，機翼、尾翼、起落架、發(fā)動機等部件均固定其上，相連在一起成為完整的一架飛機。同時，機身又是飛機裝載的主體，設(shè)備艙、空勤人員座艙、客艙、油箱、武器艙、貨艙均安排在機身上。因此，機身是整架飛機載荷協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)，是帶多艙門、口蓋的主承力結(jié)構(gòu)。
二、機身結(jié)構(gòu)設(shè)計要求
機身的功用決定了機身結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，應(yīng)側(cè)重考慮以下幾點：
（"）機身結(jié)構(gòu)形式選擇與主要受力構(gòu)件的布置，既能承受各裝載物的質(zhì)量力，又應(yīng)與各相連部件的受力構(gòu)件載荷傳遞相協(xié)調(diào)。
（）機身結(jié)構(gòu)應(yīng)有足夠的強度和剛度，以保證相連各部件正常工作。
（）機身應(yīng)有足夠的開敞性（多艙門和口蓋），以便安裝設(shè)備和武器裝備、空勤人
員與乘員進出，以及維護修理。（%）前機身、中機身、后機身三段功能任務(wù)不同，設(shè)計要求、重點亦有區(qū)別。以戰(zhàn)斗機為例：前機身由機頭罩、電子設(shè)備艙、駕駛艙、前油箱等組成。結(jié)構(gòu)按剛度要求設(shè)計，外形按隱身和氣動要求確定。電子設(shè)備艙應(yīng)有良好的電磁兼容性。
中機身是全機的主承方部位。機翼與機身在此對接連接；下部左右兩側(cè)裝主起落架，中間裝發(fā)動機，上部還裝有減速板；內(nèi)部裝管路、油箱、彈艙等并掛有導(dǎo)彈、副油箱等多種外掛物，因此結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)與載荷平衡十分突出。高性能戰(zhàn)斗機要求中機身為機翼 &機身融合結(jié)構(gòu)，要求用 ’進氣道滿足隱身要求。
后機身是尾翼連接固定的基礎(chǔ)，且受到發(fā)動機尾噴氣流加熱影響。要求結(jié)構(gòu)有足夠的剛度以保證尾翼的效能，而且不發(fā)生振動或顫振問題。 •)(•
 
（）機身油箱設(shè)計要求與機翼油箱設(shè)計基本上相同。由于機身是細長的半硬殼式結(jié)構(gòu)，其剛度低于機翼盒式結(jié)構(gòu)，而且機身油箱是在進氣道和發(fā)動機引起的振動環(huán)境中工作，若燃油滲漏易引起飛機起火，因此機身油箱的密封要求更高，并要進行振動環(huán)境下的密封性考核。
第二節(jié) "復(fù)合材料機身結(jié)構(gòu)設(shè)計特點
一、復(fù)合材料機身結(jié)構(gòu)研制與應(yīng)用
前機身承受載荷較小，按剛度設(shè)計，結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，因此在進行 —%&結(jié)構(gòu)改型時，把前機身列為采用復(fù)合材料的候選結(jié)構(gòu)部段。這項研制工作于 ’()) * ’(%’年進行，結(jié)構(gòu)為層合板連接組合結(jié)構(gòu)。我國在稍后的幾年，也完成了改型機復(fù)合材料前機身研制。結(jié)構(gòu)采用共固化成形、帶蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，
+,世紀(jì) %,年代開始研制的高性能新一代戰(zhàn)斗機，不僅采用了復(fù)合材料前機身，而且在中機身采用了半硬殼式機身蒙皮。后機身受發(fā)動機尾噴氣流加熱影響，工作溫度較高，樹脂基復(fù)合材料耐熱性目前還難以滿足要求，故僅個別零件采用復(fù)合材料制造。
為了在關(guān)鍵性主要結(jié)構(gòu)上最大限度地利用先進復(fù)合材料的獨特結(jié)構(gòu)特性（可設(shè)計性和優(yōu)異的成形工藝性），以減輕飛機結(jié)構(gòu)重量和降低成本，美國空軍從 +,世紀(jì) %,年代開始贊助研究復(fù)合材料翼身融合體結(jié)構(gòu)，并取得了可喜進展。我國現(xiàn)正在積極開展這項研究。
復(fù)合材料機身已在公務(wù)機、支線客機上得到應(yīng)用，在干線客機上的應(yīng)用正在研究。目前，歐洲先進材料規(guī)劃中有一項先進主承力復(fù)合材料結(jié)構(gòu)（ -./012）計劃，集中力量開發(fā)復(fù)合材料機身結(jié)構(gòu)所需的技術(shù)，要求實現(xiàn)全壽命成本比傳統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)低 3,4。美國制定了先進輕重量機身（562）計劃，月標(biāo)是用先進 7妁低成本工藝加工及裝配復(fù)合材料中機身和內(nèi)側(cè)機翼，達到降低飛機重量 +,4、成本降低 3,4，并最大限度地減少疲勞和腐蝕問題。
二、復(fù)合材料機身結(jié)構(gòu)設(shè)計特點
復(fù)合材料前機身和中機身結(jié)構(gòu)設(shè)計與尾翼、操縱面和機翼等翼面結(jié)構(gòu)相比，有以下特點：（’）大多采用縱梁、桁條、隔框構(gòu)成的骨架和蒙皮組成的半硬殼式機身承力結(jié)構(gòu)。為滿足維護需要，機身結(jié)構(gòu)開設(shè)較多的艙門和口蓋。（+）前機身結(jié)構(gòu)中抗扭層合板閉室盒、蜂窩夾層結(jié)構(gòu)艙門、口蓋、隔板等采用共固 •,8•
 
化成形，可大量減少零件和連接件數(shù)量。
（）需進行開口口框補強設(shè)計、艙門和口蓋設(shè)計，并采用高鎖螺栓、托板螺帽、蜂窩鑲嵌件、快卸承力鎖等多種連接形式。（"）設(shè)備艙設(shè)計應(yīng)滿足電磁兼容要求。（）中機身翼身融合復(fù)雜曲面、半硬殼蒙皮翼身融合體結(jié)構(gòu)是復(fù)合材料很有應(yīng)用
前景的結(jié)構(gòu)部位。
（）蛇形曲面 %進氣道采用復(fù)合材料纖維自動鋪放技術(shù)整體成形制造。
（&）油箱密封要求高，需經(jīng)受振動環(huán)境下密封性考核。
第三節(jié) ’復(fù)合材料前機身結(jié)構(gòu)設(shè)計
一、復(fù)合材料前機身結(jié)構(gòu)設(shè)計原則
復(fù)合材料前機身結(jié)構(gòu)設(shè)計遵循下列原則：
（(）結(jié)構(gòu)按剛度設(shè)計。在艙門、口蓋全部打開、單側(cè)滿載情況下，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度為嚴(yán)重載荷情況；結(jié)構(gòu)多采用上、下壁承扭閉室、縱梁、縱墻的 )形結(jié)構(gòu)布局；多口蓋使內(nèi)部可達性好。
（*）上下壁按共固化整體成形設(shè)計成可承扭閉室，以提高抗扭剛度、減輕結(jié)構(gòu)重量。（）口框設(shè)計利用梁、框作為口框邊框以減少口框補強增重；口框邊緣采取包邊等措施以防止邊緣分層。
（"）艙門、口蓋采用蜂窩夾層結(jié)構(gòu)，共固化成形；碳纖維 +芳綸混雜面板可提高抗沖擊損傷能力；采用熱塑性樹脂基體制造口蓋不僅可以提高抗沖擊損傷能力，而且便于修理。
（）結(jié)構(gòu)連接盡量避免使用鉚釘；口蓋連接應(yīng)采用快卸鎖，并應(yīng)防止孔壁磨損；滿足蜂窩夾層結(jié)構(gòu)連接要求，防止連接件電偶腐蝕。
（）電性能滿足防雷擊、防靜電和電磁兼容要求。
（&）座艙強度滿足座艙內(nèi)壓要求。
（,）良好的損傷維修性。
二、復(fù)合材料前機身結(jié)構(gòu)設(shè)計實例
復(fù)合材料前機身結(jié)構(gòu)設(shè)計要點：
（(）兩側(cè)大開口結(jié)構(gòu)的總體受力布局，傳力路線確定；
（*）上壁閉室和下壁閉室設(shè)計與共固化整體成形；

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