用来连接机翼与机身，把机翼上的力传递到机身隔框上。接头 分为固接和铰接两种，固接的接头，接点既不可移动，也不可转动； 因此，它既能传递剪力又能传递弯矩。铰接不可移动、但可以旋转， 只传剪力，不传弯矩。
单块式机翼：梁弱，多长 桁、厚蒙皮
• 由蒙皮、桁条和缘条组 成一整块构件。现代飞 机多采用单块式机翼。
桁条
蒙皮
纵向元件有翼梁、长桁、墙(腹板) 横向元件有翼肋(普通翼肋和加强翼肋) 以及包在纵、横元件组成的骨架外面的蒙皮
一、蒙皮：蒙皮的直接功用是形成流线型的机翼外表面。 蒙皮受到垂直于其表面的局部气动载荷；
蒙皮还参与机翼的总体受力—— 它和翼梁或翼墙的腹板组合在一起， 形成封闭的盒式薄壁梁承受机翼的扭矩
飞
机
结
构航 空
工 程 学
孟 令
院兵
第0章 授课计划
授课内容 第一章 飞机结构 第二章 重量与平衡 第三章 液压系统 第四章 起落架系统 第五章 飞机飞行操纵系统 第六章 座舱环境控制系统 第七章 防水排雨系统 第八章 飞机燃油系统 第九章 飞机防火系统 第十章 飞机电子系统
课时 12 8 8 8 6 6 4 4 4 4
• 加强翼肋：除具有普通翼肋的功用 外，还作为机翼结构的局部加强件， 承受较大的集中载荷或悬挂部件。
翼肋RIB
形成并维持翼剖面之形状；并将纵向骨架与蒙皮连成一体； 把由蒙皮和桁条传来的空气动力载荷传递给翼梁。
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蒙皮
• 承受空气动力，形成和维持机翼外形，并承受扭矩，有 些机翼蒙皮还承受弯矩。
接头
• 特点：蒙皮较厚；桁条 较多而且较强；弯曲引 起的轴向力由蒙皮、桁 条和缘条组成的整体壁 板承受。
• 优点：能较好的保持翼 形；抗弯、扭刚度较大； 受力构件分散；
• 缺点：不便于开大舱口； 不便于承受集中载荷； 接头连：接复杂。
3.多墙式机翼：梁弱，多纵墙，厚蒙皮。
特点：有较高的应力水平和结构效率，刚度大，受 力分散，破损安全特性好，但不易大开口，连接 复杂。
机翼结构
机翼
• 主要功用是为飞机提供 升力，以支持飞机在空 中飞行，也起一定的稳 定和操纵作用。在机翼 上一般安装有副翼和襟 翼。操纵副翼可使飞机 滚，放下襟翼能使机翼 升力系数增大。另外， 机翼上还可安装发动机、 起落架和油箱等。
机身
主要功用是装载乘员、 旅客、武器、货物和各 种设备，还可将飞机的 其它部件如尾翼、机翼 及发动机等连接成一个 整体。
尾翼
• 尾翼：包括水平尾翼（平 尾）和垂直尾翼（垂尾）。 水平尾翼由固定的水平安 定面和可动的升降舵组成。 垂直尾翼则包括固定的垂 直安定面和可动的方向舵。 尾翼的主要功用是用来操 纵飞机俯仰和偏转，以及 保证飞机能平稳地飞行。
起落装置
飞机的起落架大都由 减震支柱和机轮组成， 作用是起飞、着陆滑 跑，地面滑行和停放 时支撑飞机。
翼梁
一般由缘条和腹板等组成，功用是承受弯矩和剪力。梁的上下缘 条承受由弯矩引起的轴向力N拉、N压。剪力则主要由腹板承受。
结构
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翼梁SPAR
• 最强有力的纵向构件，承受全部或大部分的弯矩 和剪力。翼梁由缘条、腹板和支柱等组成，剖面 多为工字型。翼梁固定在机身上。
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纵墙
纵墙与翼梁构造相似， 但缘条很弱，甚至没有 缘条。它多布置在靠近 前后缘处,用于传递切力 载荷,增加机翼扭转刚度。
• 加强翼肋除具有上述作用外，还要承受和传递较 大的集中载荷。
ΔQ
Δ q1
Δ M扭
Δ q扭 Δ q2
刚心
• 在开口端部或翼根部位的加强翼肋，其主要功用 是把机翼盒段上由一圈闭合剪流构成的扭矩，转 换成一对垂直力构成的力偶分别传给翼梁或机身 加强框。
A—A 截面
B—B 截面
缘条
腹板
A—A 截面
支柱
飞机载荷
• 重力 • 升力 • 阻力 • 推力
飞行载荷和过载
飞机载荷： 飞机在滑行、起 飞、着陆和飞行 中所受的气动力、 重力、推（拉） 力和地面反作力。
重点是升力的变化
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伯努利定理 BERNOULLI’S PRINCIPLE OF PRESSURE
气体流动速度增加会导致流体压力降低
v2 0 1.2.1.1飞机在飞行中的升力
Y

CY

1 2

2S
美式 LIFT =CL. ½ V².S
12
迎角AOA和升力系数CY
垂直平面内作曲线飞行时的受载情况
垂直平面内作曲线飞行时的受载情况
L- Gcosθ=mv2/r
升力-重力分量=惯性离心力
通常情况下，飞机的切线 加速度比向心加速度小得多， 因此可以忽略不计。
水平平面内作曲线飞行时的受载情况
桁条
翼肋 桁条
蒙皮
翼肋
长桁: 第一是支持蒙皮，防止蒙 皮因受局部空气动力而产 生变形过大； 第二是把蒙皮传来的气动 力传给翼肋： 第三是同蒙皮一起承受由 弯矩而产生的拉、压力。
各种长桁 （a）（d）挤压成型 （b）（c）板弯成型
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三、翼肋
• 翼肋是机翼结构的横向受力构件
• 翼肋按其功用可分为普通翼肋和加强翼肋两种。
D—D 截面 C—C 截面
腹板式翼梁
B—B 截面
整体式翼梁
四、翼梁
• 翼梁由腹板和缘条(也称凸缘) 组成。缘条横剖面形状多为 “T”型材或角型材。腹板上还 铆接上许多支柱，这些支柱起 连接翼肋和提高腹板受剪稳定 性的作用。缘条和腹板的横剖 面面积，由翼尖向翼根逐渐增 大。
• 翼梁的主要功用是承受机翼的 剪力和部分或全部弯矩 。
机翼
功用： 1. 产生升力 （主要作用） 2. 使飞机具有横侧安定性和操纵性 3. 安装发动机、起落架、油箱及其
它设备
翼根 前缘 后缘 翼尖
机翼的四部分
机翼结构
机翼结构
襟翼滑轨整流罩， 它的里面是襟翼传 动装置，用来控制 襟翼运动的。
机翼油箱
后缘襟翼
前缘襟翼
扰流板
上反角和下反角
作用在机翼上的外载荷
作用在起落架上的外载荷
弹性变形：外力去除后变形完全消失
塑性变形：外力去除后无法自行恢复
刚度：抵抗变形的能力
强度：抵抗破坏的能力
硬度：抵抗侵入的能力
稳定性：抵抗失稳破坏的能力
内力：在外力作用下，引起物体内部相互作用的力。
应力：单位面积上的内力
机翼的主要作用是产生升力
• 蒙皮是构成并保持机翼形状不可缺少的结构
布质蒙皮机翼 元件。早期飞机上的布质蒙皮(蒙布)仅起维持外
形的作用，气动力通过蒙布的张力传递给机翼骨 架。随着飞行速度的提高，气动载荷增大，蒙布 因难以保持外形而渐被淘汰。
• 飞行者一号”的机翼是由云杉木和帆布构成，飞行 员通过线缆和铰链来控制机翼的弯曲和扭转。
直支柱
斜支柱 缘条
桁架式翼梁
翼梁:一般由缘条和腹 板等组成。主要功用是 承受弯矩和剪力。梁的 上下缘条承受由弯矩引 起的轴向拉、压内力。 剪力则主要由腹板承受。
五、纵墙(包含腹板)
• 纵墙的缘条比梁缘条弱得多，但大多强于一般长桁，纵墙与机身 的连接为铰接。有些腹板没有缘条，有些腹板的缘条与长桁一样 强。墙和腹板一般都不能承受弯矩，但可以与蒙皮组成封闭的盒 段来承受机翼的扭矩。后墙则还有封闭机翼内部容积的作用。
水平平面内作曲线飞行时的受载情况
Lcosβ=G
升力的竖直分量=重力
cosβ＜1，所以升力大于重力
1.2.1.3水平面内曲线飞行载荷
升力
垂直分量平衡重力 水平分量提供向心力
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水平平面内作曲线飞行时的受载情况
作用于飞机某一方向的除重力之外 的外载荷与飞机重力的比值，称为
该方向的飞机重心过载，用n表示。
纵墙(腹板):相当于翼 梁，但缘条很弱，甚至 没有缘条。墙一般不能 承受弯矩，所以与机身 的连接为铰接，但纵墙 能承受剪力，可和蒙皮 组成封闭盒段承受扭矩。
1.腹板 2.弱缘条
接头:用来连接机翼与 机身，把机翼上的力传 递到机身隔框上。接头 分为固接和铰接两种， 固接的接头，接点既不 可移动，也不可转动； 因此，它既能传递剪力 又能传递弯矩。铰接不 可移动、但可以旋转， 只传剪力，不传弯矩。
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• 腹板式普通翼肋通常都用铝合金板制成，其弯边用来同蒙 皮和翼梁腹板铆接。周缘弯边和与它铆接在一起的蒙皮， 作为翼肋的缘条承受弯矩。翼肋的腹板则承受剪力。这种 翼肋的腹板，强度一般都有富裕，为了减轻重量，腹板上 往往开有大孔。利用这些大孔还可穿过副翼、襟翼等传动 构件。为了提高腹板的稳定性，开孔处往往还压成卷边， 有时腹板上还铆着加强支柱，或者压成凹槽。
• 较准确的计算（重量重心、 气动、性能和操控稳定性）
• 模型吹飞试验
详细设计（90%人员）
• 结构和系统设计（部件和各系统的总图、 装配图、零件图）
• 详细的重量计算及强度计算报告 • 静强度、动强度和寿命试验 • 系统的地面台架试验
美国波音公司对飞机进行极限测试
固定翼飞机机体的组成
• 机身 • 机翼 • 安定面 • 飞行操纵面 • 起落架
当蒙皮较厚时，它常与长桁一起 组成壁板，承受机翼弯矩引起的轴力。
蒙皮分为：布质蒙皮、金属铆接蒙皮、 整体蒙皮（壁板式蒙皮）、夹芯蒙皮等
布质蒙皮:只受空气动力
蒙皮:承受局部空 气动力，形成和 维持机翼外形， 并承受扭矩，有 些机翼蒙皮还承 受弯矩。
（a）金属蒙皮（b）整体壁板（蒙皮）
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• 普通翼肋的功用是：构成并保持规定的翼型；把 蒙皮和桁条传给它的局部空气动力传递给翼梁腹 板，而把局部空气动力形成的扭矩，通过铆钉以 剪流的形式传给蒙皮；支持蒙皮、桁条、翼梁腹 板，提高它们的稳定性等。