第八章 機身結構分析
第一節 機身的功用、內部布置和設計要求
一、機身的功用
機身是飛機的一個重要部件。它的主要功用為：
（"）安置空勤人員、旅客，裝載燃油、武器、設備和貨物等。
（）把機翼、尾翼、起落架（對殲擊機一般還有發動機）連接在一起，形成一架完整的飛機。這些部件通過固定在機身上的接頭，把作用在各部件上的載荷都傳到機身上，和機身上的其他載荷一起達到受力平衡，因此機身是整架飛機的受力基礎。
二、機身的內部布置
機身的內部布置了各種裝載。
內部布置時應將各裝載、燃油等合理地布置在機身內，同時協調機身與機翼、尾翼、起落架等部件的受力結構。有效載重的布置應使它們所處的位置滿足其本身的技術條件要求。如前方搜索雷達天線要求安排在機身最前端；燃油及炸彈應盡可能置于飛機重心附近，以期達到不因燃油的消耗與炸彈的投放而使飛機重心變化超出規定的范圍等。除位置要求外，還必須滿足各種裝載的使用、檢測、維護、更換等要求。如空勤人員和旅客進出、貨物裝卸、炸彈投放等都需在機身上開很大的艙門；設備、附件等要經常檢測、維護，有些是每一個起落都要檢查。這就需要創造條件便于方便地接近它們。在大型飛機上，絕大部分可從機艙內部接近，但在殲擊機上，卻必須在機身殼體上開很多大小不一的檢查窗口。對于按損傷容限要求設計的結構，要考慮可檢測性。
三、機身結構的設計要求
飛機結構設計一般性要求都適用于機身結構。只是機身的功用與機、尾翼有不同的側重點，所以在設計要求上也有不同側重點。（"）機身必須滿足各種裝載根據本身的特殊需要提出的眾多的使用要求，并應與
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機翼、尾翼等相連部件的主要受力構件的布置、連接點位置進行總體協調，這與減輕飛機總重量有關。（）機身應有足夠的強度，以保證機身結構在預定的使用期限內，承受強度規范中規定的各種載荷而不破壞。
（"）機身應有足夠的剛度。機身結構受載后的總變形與局部變形都應在規范或戰術 使用技術要求允許的范圍之內。機身的總體剛度直接影響著尾翼的效率和尾翼顫振特性；機身結構局部變形過大，對阻力特性不利。
（）機身應有足夠的開敞性以便于維修。開敞性直接影響飛機的維修性，而維修性的好壞與飛機的利用率及運營成本等均有關。相對于機、尾翼等部件，由于機身內裝載多，本身結構復雜，因而這一要求對機身結構就更為突出。
（%）機身結構的重量應盡可能小。（&）機身結構應有良好的工藝性，生產成本要低。機身基本不產生升力，所以氣動力方面主要是要求阻力小，因此機身一般做成細長的流線體，并希望外形光滑，盡量少突起等。
從上面分析可以看到，很多要求往往是矛盾的。比如駕駛艙為了滿足駕駛員的視界要求，座艙蓋常凸出機身外形，引起阻力增大。但為了滿足使用要求，只好在氣動要求上作些讓步。又如機身上的各種大、小開口，破壞了機身結構的完整性，而進行補強必定會增加重量，但為滿足各種使用或維修要求不得不在重量上作出犧牲。
第二節 ’機身的外載和受力特點
一、機身上的外載
機身上的外載主要有以下 種。
()空氣動力載荷
由于機身基本上為對稱流線體，故機身上除局部地區外，氣動載荷都較小。只有在頭部和一些曲度較大的突出部位（如座艙蓋）等處局部氣動載荷較大，因此空氣動力應作為這些部位的主要設計載荷之一。但機身分布氣動力對機身的總體載荷基本沒有影響。
)質量力
機身內的載重與機身結構本身都會產生質量力，其中尤以各種裝載的質量力影響較大。沿軸線各點上的過載大小與方向不一定相同，故也會影響到質量力的大小與方向。它們有的為集中力形式（如裝載通過集中接頭連到機身結構上時）；有的為分布力形式（如客艙、貨艙內載重的質量力）。
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"其他部件傳來的力
這里主要指在飛行或起飛著陸滑跑中由機翼、平尾、垂尾或起落架上傳來的力。若發動機安裝在機身上，則還有發動機推力和陀螺效應產生的集中力。
"增壓載荷
它在機身增壓艙部分自身平衡而不影響機身的總體載荷。
由于機身的特殊性，上述 ，項對機身結構是主要的外載荷。
二、機身的總體受力特點
機身上的全部載荷在機翼處得到平衡，因此可把機身看成是支持在機翼上的雙支點（或多支點）外伸梁。根據各種設計情況下的載荷，機身會產生在垂直對稱面內和水平面內的彎曲以及繞機身軸線的扭轉。相應的在機身結構中引起兩個平面內的剪力、彎矩和繞工軸的扭矩等內力。
綜上所述，機身的受力一般說與機翼很相似。但對機翼，水平載荷較其垂直載荷（如升力）小得多，而機翼結構在水平方向的尺度較垂直方向大，所以，。在結構分析時，常略去水平載荷。對于機身，垂直方向和水平方向的載荷為同一數量級，且機身結構在這兩個方向上的尺度又相差不大，因此在機身結構分析時，兩個方向上的載荷都要考慮。
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