飛機(jī)制造工藝教學(xué)資料

目錄

第一章飛機(jī)結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)....................................................1

1.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)及組成.......................................................1

1.2機(jī)翼.................................................................2

1.3機(jī)身................................................................13

1.4尾翼............................................................................................................................22

1.5飛機(jī)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)......................................................28

1.6飛機(jī)結(jié)構(gòu)的工藝性....................................................28

第二章飛機(jī)制造工藝特點(diǎn)與互換協(xié)調(diào)方法......................................27

2.1飛機(jī)制造工藝的特點(diǎn)..................................................27

2.2飛機(jī)制造工藝的互換協(xié)調(diào).............................................29

2.3飛機(jī)制造互換協(xié)調(diào)方法................................................40

第三章飛機(jī)結(jié)構(gòu)件制造工藝..................................................52

3.1概述...............................................................52

3.2飛機(jī)整體結(jié)構(gòu)主要工藝特點(diǎn)...........................................54

3.4框類整體零件的制造.................................................68

3.5大型骨架零件的制造.................................................71

3.6擠壓型材和桁條零件的機(jī)械加T...............................................................................71

第四章飛機(jī)鎖金零件制造工藝...............................................229

4.1平板零件和毛料的制造方法一剪裁、銃切及沖裁..........................229

4.2飛機(jī)型材零件的制造方法一壓彎、滾..................................237

4.3飛機(jī)回轉(zhuǎn)體零件的制造方法一旋壓、脹形和拉深.........................253

4.4框肋類零件的成形方法一橡皮成形.....................................261

4.5飛機(jī)蒙皮零件的成形方法.............................................275

4.6飛機(jī)復(fù)雜殼形零件的成形方法.........................................296

4.7飛機(jī)鎖金零件制造的新工藝新方法.....................................315

第一章飛機(jī)結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)

1.1飛機(jī)結(jié)構(gòu)及組成

飛機(jī)是使用最廣泛，最具有代表性的航空飛行器，它主要由機(jī)體，飛機(jī)操縱系統(tǒng),

飛機(jī)動(dòng)力裝置和機(jī)載設(shè)備等部分組成，其中機(jī)體包括機(jī)翼、機(jī)身及尾翼等部件，構(gòu)成飛

機(jī)的主體結(jié)構(gòu)，如圖1-1和圖1-2所示。

5

1-機(jī)翼；2-機(jī)身；3-進(jìn)氣口（發(fā)動(dòng)機(jī)在機(jī)身內(nèi)）；4-起落架上輪；5-起落架前輪；6-升降舵；7-水下安

定向：8-方向舵；9-垂直安定向；10-副翼；11-襟翼；12-駕駛員座艙；13-空速管；14-翼刀

圖1T飛機(jī)的主要組成部分

圖1-2波音-747寬體客機(jī)

1.2機(jī)翼

1.2.1機(jī)翼概述

機(jī)翼是飛機(jī)產(chǎn)生升力卻滾轉(zhuǎn)操縱力矩的主要部件，同時(shí)也是現(xiàn)代飛機(jī)存儲(chǔ)燃油的地

方。機(jī)翼作為飛機(jī)的主要?dú)鈩?dòng)面，是主要的承受氣動(dòng)載荷部件，其結(jié)構(gòu)高度低，承載大。

它一般由機(jī)翼主盒、襟翼、擾流片、副翼、前緣襟翼、發(fā)動(dòng)機(jī)吊掛等部分組成，如圖1-3

所示。

機(jī)翼重量一般占全機(jī)重量的8%~15%,機(jī)翼結(jié)構(gòu)重量占機(jī)翼重量的30%~50%。機(jī)

翼通常有以下氣動(dòng)布局形式：平直翼、梯形翼、三角翼、后掠翼、邊條翼、前掠翼、變

后掠翼和菱形翼等。

發(fā)動(dòng)機(jī).加強(qiáng)黑肋

圖1-3機(jī)翼布置圖1-4翼面的典型結(jié)構(gòu)構(gòu)件

1.2.2機(jī)翼結(jié)構(gòu)組成

機(jī)翼結(jié)構(gòu)屬薄壁型結(jié)構(gòu)形式，構(gòu)造上主要由蒙皮和骨架結(jié)構(gòu)組成，如圖1-4所示。

骨架結(jié)構(gòu)中，縱向構(gòu)件有翼梁、長(zhǎng)桁和墻(腹板)；橫向構(gòu)件有普通肋和加強(qiáng)肋，在根部

與其他翼段相連或與機(jī)身相連。這些構(gòu)件的基本功用是形成和保持翼面外形，承受和傳

遞外載荷。

(1)蒙皮

蒙皮的直接功用是保持機(jī)翼外形和承載。氣動(dòng)載荷直接作用在蒙皮上，蒙反將作用

在.上而的局部氣動(dòng)力傳給結(jié)構(gòu)骨架。在總體承載時(shí)，蒙皮和翼粱或翼墻的腹板組合在一

起，形成封閉的盒式薄壁結(jié)構(gòu)承受翼面扭矩，與長(zhǎng)桁一起形成壁板承受翼而彎矩引起的

軸力。結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單又廣泛使用的是硬鋁蒙皮。蒙皮和桁條組成的壁板有組合式或整體式,

如圖1-5所示。某些結(jié)構(gòu)形式(如多墻式蒙皮)的蒙皮很厚，可從兒毫米到十兒毫米，常

做成整體壁板形式，這時(shí)，蒙皮將成為最主要的、甚至是惟一的承受彎矩的受力結(jié)構(gòu)。

整體壁板可以減少連接件的數(shù)目，提高翼面整體油箱的密封性，可在保證足夠強(qiáng)度和剛

度的條件下得到質(zhì)量輕的光滑翼面。

圖1-5蒙皮

除了整體壁板外，近來(lái)夾芯蒙皮也得到推廣。夾芯蒙皮由兩層薄金屬板或復(fù)合材料

層板與輕質(zhì)疏松或蜂窩結(jié)構(gòu)夾，芯互相連接而成，如圖1-6所示。夾芯蒙皮可以降低翼

面結(jié)構(gòu)質(zhì)量，提高翼而剛度和表面品質(zhì)(無(wú)佛縫)，并具有良好的隔熱、隔音、防震、抵

抗裂紋及其他損傷擴(kuò)展能力。

(b)蜂窩夾芯蒙皮

2-面版；3-蜂窩芯

圖1-6夾芯蒙皮

(2)桁條

(a)板彎型材

(b)擠壓型材

圖1-7桁條的標(biāo)準(zhǔn)型材

桁條(也稱長(zhǎng)桁)是縱向較為細(xì)長(zhǎng)的桿件，與蒙皮相連，對(duì)蒙皮起支持作用，一般還

與翼肋相連，受翼肋支持。桁條是縱向骨架中的重要受力構(gòu)件之一，承受翼面彎矩引起

的軸向力和局部氣動(dòng)力引迅的剪刀，這些力的大小取決于翼面的結(jié)構(gòu)形式并決定桁條橫

截面的形狀和面積。

桁條按截而形狀有開式和閉式截面，按制造方法有板彎桁條和擠壓桁條，如圖「7

所示。板彎開式犁材由板材制造，容易彎曲，與蒙皮貼合好，得到的翼面光滑，容易與

蒙皮及其他構(gòu)件固接。板彎的閉式型材，如圖1-7(a)中的6、7所示，可提高型材和蒙

皮壓縮臨界應(yīng)力。擠壓型材通常比板彎型材具有較厚的腹板，在其他條件相同的情況下,

它們的受力臨界應(yīng)力較高，但與蒙皮(特別是彎度大的蒙皮)難以固接。

(3)翼梁

翼梁由梁的腹板和緣條(或稱突緣)組成，大多在根部與中翼段或與機(jī)身固接，如圖

1-8所示，剖面呈工字形或槽形。冀梁是單純的受力件，緣條承受由彎矩M引起的拉壓

軸力。由支柱加固的腹板承受剪力Q并能承受由扭矩叫引起的剪流，使翼面周邊形成

閉室并在這兩種情況下受剪。在有的結(jié)構(gòu)形式中，它是翼面主要的縱向受力件，承受翼

面全部或大部分彎矩。

1-上緣條;2-腹板;3-下緣條;4-支柱

圖1-8翼梁

(4)縱墻

縱墻的構(gòu)造與翼梁相似，但緣條比梁緣條弱得多，一般與長(zhǎng)桁相似，根部與其他部

分的連接方式為較接。具結(jié)構(gòu)方案如圖1-9所示?？v墻一般都不能承受彎矩，腹板主要

用來(lái)承受剪力并傳遞到連接接頭，與蒙皮組成到閉盒段以承受翼面的扭矩?？v墻還起到

對(duì)蒙皮的支持，以提高蒙皮的屈曲承載能力。通常腹板沒(méi)有減輕孔，為了提高臨界應(yīng)力，

腹板用支持型材加強(qiáng)。后墻則還有封閉翼面內(nèi)部容積的作用。

?腹板；2-弱緣條

圖1-9縱墻

(5)翼肋

翼肋分為普通翼肋和加強(qiáng)翼肋。普通翼肋構(gòu)造上的功用是維持機(jī)翼剖而所需的形狀,

并將局部氣動(dòng)載荷從蒙皮加桁條傳遞到翼梁和蒙皮上，如圖1-10所示。一般它與蒙皮、

長(zhǎng)桁相連，翼而受氣動(dòng)載荷時(shí)，它以自身平面內(nèi)的剛度向蒙皮、長(zhǎng)桁提供垂直方向的支

持。同時(shí)，翼肋又沿周邊支持在蒙皮和梁(或墻)的腹板上，在翼肋受我時(shí)，由蒙皮、腹

板向翼肋提供各H平面內(nèi)的支承剪流。

1-腹板；2-周緣彎邊；3-與腹板連接的彎邊；4-減輕孔；

A-前段；B-中段；C-后段；a-上部分；b-下部分

圖170腹板式翼肋

加強(qiáng)翼肋除起普通翼肋的作用外，主要是用于承受固定在翼面上的部件（起落架、

發(fā)動(dòng)機(jī)、副翼及翼面其他活動(dòng)部分懸掛接頭）的集中力和力矩，并將它們傳遞轉(zhuǎn)化為分

散力傳給蒙皮和翼梁、縱墻的腹板。結(jié)構(gòu)不連續(xù)的地方也要布置加強(qiáng)肋，用于重新分配

在縱向構(gòu)件軸線轉(zhuǎn)折處壁板和腹板之間的力，或在翼面結(jié)合處和大開口邊界上將扭矩轉(zhuǎn)

變?yōu)榱ε?。加?qiáng)肋有很大的橫截面積，擠壓型材制成的緣條、腹板不開口，用支撐角材

加強(qiáng)，翼肋上的桁條重新對(duì)接，不需要切斷翼肋緣條，如圖1-11所示。有時(shí)這樣的翼

肋由鍛件制造，或采用桁架式結(jié)構(gòu)。

機(jī)翼的特點(diǎn)是薄壁結(jié)構(gòu)，以上各構(gòu)件之間的連接大多采用分散連接，如鉀接、螺接、

點(diǎn)焊、膠接或它們的混合形式，如膠鉀等。

4

1-緣條；1-支柱；3-腹板；4-翼梁

圖1-11帶支柱的腹板式加強(qiáng)翼肋

1.2.3機(jī)翼結(jié)構(gòu)形式

機(jī)翼的主承力系統(tǒng)由承受作用在機(jī)翼上的力和力矩的構(gòu)件組成，機(jī)翼的其他構(gòu)件將

局部載荷傳遞到主承力系統(tǒng)構(gòu)件上，并與它一起形成機(jī)翼的整個(gè)承力系統(tǒng)。機(jī)翼結(jié)構(gòu)形

式是指結(jié)構(gòu)中主承力系統(tǒng)的組成形式，通常按照強(qiáng)度設(shè)計(jì)的要求選擇機(jī)翼結(jié)構(gòu)形式，典

型的受力形式有蒙皮骨架式、整體壁板式和夾層結(jié)構(gòu)。

（1）蒙皮骨架式翼面

蒙皮骨架式即薄壁結(jié)構(gòu)形式。隨著現(xiàn)代飛機(jī)飛行速度增大和翼載荷提高，為了增大

翼面的局部和總體剛度，開始全部采用硬蒙皮。最初的薄壁結(jié)構(gòu)翼面，蒙皮很薄，只承

擔(dān)扭矩，不能承受彎矩，稱為梁式結(jié)構(gòu)。以后蒙皮不斷加厚，支持蒙皮的桁條相應(yīng)加強(qiáng)。

蒙皮不僅承扭，還參與承彎，并且承彎程度越來(lái)越高，以至蒙皮與桁條一起組成的加強(qiáng)

壁板成為主要的承彎構(gòu)件,此時(shí)結(jié)構(gòu)便發(fā)展成單塊式結(jié)構(gòu)。蒙皮進(jìn)一步加厚，取消桁條，

由多根縱墻對(duì)蒙皮提供支持，蒙皮單獨(dú)成為承彎元件，此時(shí)結(jié)構(gòu)便發(fā)展為多墻（腹板）式

結(jié)構(gòu)。按照抗彎材料的配置，蒙皮骨架式翼面可分為梁式、單塊式和多墻式三種結(jié)構(gòu)形

式。

1）梁式結(jié)構(gòu)

梁式結(jié)構(gòu)多用于相對(duì)厚度大、結(jié)構(gòu)載荷參數(shù)比較小、要大開口的翼面中或用在機(jī)翼

與機(jī)身需要安排設(shè)計(jì)分離面的布局中。梁式結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)造特點(diǎn)是蒙皮很薄，常用輕質(zhì)

鋁合金制作，縱向翼梁很強(qiáng)，縱向長(zhǎng)桁較少且弱，有時(shí)在與翼肋相交處斷開，梁緣條的

剖而與長(zhǎng)桁相比要大得多c按翼梁的數(shù)目，梁式結(jié)構(gòu)可分為單梁式（如圖1-4所示），雙

梁式（如圖172）和多梁（3?5根梁）式。單梁式的翼梁通常放在剖面最高處，以便充分

利用結(jié)構(gòu)高度，提高翼梁的抗彎能力，減小緣條中因彎矩引起的拉壓軸力，減輕翼梁質(zhì)

量。這種翼面通常布置1?2根縱墻形成閉室，提高翼面抗扭能力，前后縱墻還可用來(lái)

固定副翼、襟翼及縫翼。雙梁式對(duì)翼而內(nèi)部空間合理利用較有利，兩梁之間結(jié)構(gòu)高度較

大的部位可用來(lái)收臧起落架或放置燃油箱，但梁的高度降低，結(jié)構(gòu)較重。多梁式多用于

弦長(zhǎng)較大的小展弦比機(jī)翼，安全性較高，可以設(shè)計(jì)成多通道傳力。該形式的翼面通常不

作為一個(gè)整體，而是分成左、右兩個(gè)翼面，用幾個(gè)梁、墻根部傳遞集中載的對(duì)接接頭與

機(jī)身連接。

1-前梁；2-后梁:3-后墻;4-桁條;5-普通翼肋:5-蒙皮：7-梁緣條;8-立柱；

9-接頭；10-加強(qiáng)翼肋

圖1-12雙梁結(jié)構(gòu)

梁式結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單；抗彎材料集中在翼梁緣條上；在蒙反上開口

方便，對(duì)結(jié)構(gòu)承彎能力影響較小。而且，中、外翼或翼身是通過(guò)翼梁根部的接頭連接的，

對(duì)接點(diǎn)少，連接簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是蒙皮未能發(fā)揮承彎作用，蒙皮材料利用不充分；蒙皮失穩(wěn)

后易出現(xiàn)皺紋，影響氣流質(zhì)量，增大阻力，容易導(dǎo)致早期疲勞損壞；生存性比其他承彎

材料分散性大的結(jié)構(gòu)形式低。

2）單塊式結(jié)構(gòu)

單塊式結(jié)構(gòu)從構(gòu)造上看，蒙皮較厚，與長(zhǎng)桁、翼梁緣條組成可受軸力的壁板承受絕

大部分彎矩；縱向長(zhǎng)桁布置較密，長(zhǎng)桁截面積與梁的橫截面比較接近或略??；梁或墻與

壁板形成封閉的盒段，增強(qiáng)了翼麗結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。

單塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是蒙皮在氣動(dòng)載荷作用下變形較小，材料向剖面外緣分散，抗彎、

抗扭強(qiáng)度及剛度均有所提高，安全可靠性比梁式結(jié)構(gòu)好。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。大開口

后，需加強(qiáng)周圍結(jié)構(gòu)以補(bǔ)償承彎能力。與機(jī)身連接時(shí)，接頭必須沿用邊分布，結(jié)合點(diǎn)多，

連接復(fù)雜。為了充分發(fā)揮單塊式結(jié)構(gòu)的受力特性，左、右翼面最好連成整體貫穿機(jī)身。

有時(shí)為便于使用、維修，可在展向布置有設(shè)計(jì)分離面，分離面處采用沿翼盒周緣分散連

接的形式將整個(gè)翼面連成一體，如圖1-13所示，然后整個(gè)翼面另外通過(guò)幾個(gè)接頭與機(jī)

身相連。

3）多墻式結(jié)構(gòu)

多墻式結(jié)構(gòu)由厚的承力蒙皮和多根墻組成，除在受集中力部位安排加強(qiáng)肋外，一般

不安排普通肋。如圖1T4所示。由于該結(jié)構(gòu)的受壓蒙皮通過(guò)墻得到受拉面蒙皮的支持，

因此具有很高的應(yīng)力水平卻承彎能力。厚蒙皮翼盒結(jié)構(gòu)承扭剛度大，對(duì)于高速飛機(jī)的薄

機(jī)翼情況，特別適宜，可有效解決薄機(jī)翼的強(qiáng)度、剛度與減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量之間的矛盾。這

種結(jié)構(gòu)只能用于沒(méi)有大開口的翼面，并被廣泛設(shè)計(jì)成機(jī)翼整體油箱。

多墻式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是抗彎材料分散在剖面上下緣，有較高的結(jié)構(gòu)效率：局部剛度及

總體剛度大；受力高度分散（多墻抗剪、蒙皮分散受彎及多閉室承扭），破損安全性好,

生存性高。缺點(diǎn)是不宜大開口；與機(jī)身連接點(diǎn)多。當(dāng)左、右翼麗連成整體時(shí)與機(jī)身的連

接與單塊式類似。但有的也與梁式結(jié)構(gòu)類似，分成左右翼面，在機(jī)身側(cè)邊與之相連。此

時(shí)，往往由多墻式過(guò)渡到多梁式，用少于墻數(shù)量的幾個(gè)梁的根部集中對(duì)接接頭在根部與

機(jī)身相連，如圖1T5所示。

1-長(zhǎng)桁：2-翼肋；3-墻或梁的腹板

圖173單塊式結(jié)構(gòu)

1-縱墻:2-蒙皮：3-襟翼：4-副翼;5-縱墻的緣條

圖1-14多墻式結(jié)構(gòu)

(2)整體壁板結(jié)構(gòu)

整體壁板結(jié)構(gòu)山若干個(gè)大型整休件如整體蒙皮壁板、整體梁和整體肋組成，而整體

件則是由整塊毛坯加工制成的大型結(jié)構(gòu)受力元件。整體壁板翼面由蒙皮與縱向構(gòu)件、橫

向構(gòu)件合并而成上下兩塊整體壁板，如圖1-16所示，然后再加接裝配而成。

整體壁板結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：蒙皮容易實(shí)現(xiàn)變厚度，加強(qiáng)筋可以合理布置，蒙反材料離

翼剖面中心最沅，受力效果好，強(qiáng)度、剛度較大：構(gòu)造簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕：鉀縫少，表而光

滑，氣動(dòng)外形好：零件少，裝配協(xié)凋容易。整體壁板結(jié)構(gòu)除了用金屬材料制造以外，用

復(fù)合材料制造也有很大的發(fā)展前景。

1-整體壁板;2-襟翼：3-副翼

圖1-15F-104機(jī)翼根部構(gòu)造圖1T6整體壁板結(jié)構(gòu)

1-蜂窩夾芯蒙皮：2-縱墻；3-副翼；4-翼肋

圖177蜂窩夾層結(jié)構(gòu)

(3)夾層結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)是采用夾層板作為元件。夾層板是將單層板分成兩層薄板，中

間夾以芯層構(gòu)成，芯層一般是輕質(zhì)材料，輕質(zhì)木材或硬泡木塑料，或各種金屬材料，復(fù)

合材料。面板有鋁合金、不銹鋼等。目前，應(yīng)用最多的是鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)。夾層結(jié)構(gòu)又

可分為夾板結(jié)構(gòu)和夾層盒結(jié)構(gòu)。

夾層板結(jié)構(gòu)主要由上下夾層板壁板，前后梁和若干翼肋組成。如圖1-17所示。與

同樣質(zhì)量的單層蒙皮相比，夾芯蒙皮的強(qiáng)度、剛度大，能夠承受較大的局部氣動(dòng)力，氣

動(dòng)外形好；夾芯蒙皮的兩層面板之間充滿著空氣和絕熱材料，耐熱絕熱性好。這種結(jié)構(gòu)

形式受力構(gòu)件少，構(gòu)造簡(jiǎn)單，裝配工藝性好，密封性好。但制造工藝較復(fù)雜，工藝質(zhì)量

不穩(wěn)定，特別是接頭和分段處加工制造更加困難，且夾層結(jié)構(gòu)上不宜開口。

夾層盒結(jié)構(gòu)主要針對(duì)相對(duì)厚度很小的翼面，上下夾層蒙皮的內(nèi)層面板過(guò)于靠近，制

成的全厚度夾層或全充填?yuàn)A層結(jié)構(gòu)。如圖1-18所示為采用泡沫塑料作為填料的夾層盒

翼面。該結(jié)構(gòu)除在機(jī)翼尖部和根部安排翼肋外，不安排其他翼肋。其上蒙皮通過(guò)夾芯得

到下蒙皮的支持，有很高的應(yīng)力水平和輕的結(jié)構(gòu)重量；但該結(jié)構(gòu)內(nèi)部不能裝載，一般多

用于無(wú)裝載的外翼結(jié)構(gòu)。

機(jī)翼一般有多種不同的平面形狀，如平直翼、后掠翼和三角翼等，分別由于不同速

度、不同類型的飛機(jī)上。例如平直翼主要用于低速飛機(jī)，后掠翼主要用于高亞音速和超

音速飛機(jī)上，三角翼和小展弦比直機(jī)翼用于超音速K機(jī)上。不同類型形狀的翼面，往往

采用不同形式的翼面結(jié)構(gòu)c即便是同一類型的平面形狀，其結(jié)構(gòu)形式也由于具體的設(shè)計(jì)

要求不同而各異。從現(xiàn)代飛機(jī)的翼面結(jié)構(gòu)來(lái)看，薄蒙皮梁式結(jié)構(gòu)已很少采用；大型高亞

音速的現(xiàn)代運(yùn)輸機(jī)和有些超音速戰(zhàn)斗機(jī)采用多梁?jiǎn)螇K式結(jié)構(gòu)；馬赫數(shù)較大的超音速戰(zhàn)斗

機(jī)，多采用多墻（或多梁）式機(jī)翼結(jié)構(gòu)（如圖1-19所示），或采用混合式結(jié)構(gòu)形式，例如

在根部要開口的部位采用梁式，外端較薄處為增大剛度而采用單塊式。

8.

3

12

1-前緣縫翼；2-主起落架；3-副油箱；4-鋁鋰翼身連接板；5-冀身連接主骨架；6-機(jī)炮；

7-右側(cè)進(jìn)氣口；8-前起落架：9-前鴨翼（復(fù)合材料膠接結(jié)構(gòu)）；10-機(jī)翼多梁結(jié)構(gòu)，整體油箱；

11-機(jī)翼碳纖維復(fù)合材料蒙皮；11-垂直安定面碳纖維板；13-方向舵復(fù)合材料結(jié)構(gòu)；

14-垂直安定面鋁鋰附件接頭：15-內(nèi)、外惻升降副翼（蜂窩芯子結(jié)構(gòu)）

圖1-19法國(guó)“陣風(fēng)”單座戰(zhàn)斗機(jī)

1.3機(jī)身

1.3.1機(jī)身結(jié)構(gòu)概述

機(jī)身是指飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)中除各機(jī)翼結(jié)構(gòu)之外的機(jī)體結(jié)構(gòu)部分。機(jī)身結(jié)構(gòu)包括機(jī)身、

短艙、尾撐等筒形結(jié)構(gòu)，主要用于裝載和傳力，同時(shí)將機(jī)翼、尾翼、發(fā)動(dòng)機(jī)和起落架等

部件連接在一起，此外，可以安置空勤組人員和旅客、裝載燃油、武器、各種儀器設(shè)備

和貨物等C

1.3.2機(jī)身結(jié)構(gòu)組成

機(jī)身結(jié)構(gòu)一般由蒙皮加內(nèi)部骨架組成。內(nèi)部骨架由縱向元件一一長(zhǎng)桁、桁梁和垂直

于機(jī)體縱軸的橫向骨架一一隔框組成。通常，機(jī)身結(jié)構(gòu)各元件的功用相應(yīng)地與機(jī)翼結(jié)構(gòu)

中各元件的功用相同。

（D蒙皮

機(jī)身的蒙皮和機(jī)翼的蒙皮作用相同，構(gòu)成飛機(jī)的氣動(dòng)外形，并保持表面光滑.在承

受局部載荷時(shí)，如承受局部氣動(dòng)力，增壓密封座艙部位的蒙皮將承受內(nèi)壓載荷，蒙皮將

其傳遞給機(jī)身骨架。

在承受總體載荷時(shí)，蒙皮承受垂直和水平方向的剪力，還承受和平衡機(jī)身上的扭矩;

蒙皮與長(zhǎng)桁組成的加筋板承受垂直和水平方向的彎矩。

（2）縱向骨架

長(zhǎng)桁與桁梁均為機(jī)身的縱向構(gòu)件。結(jié)構(gòu)中長(zhǎng)桁與機(jī)翼的長(zhǎng)桁相似，長(zhǎng)桁承受部分作

用在蒙皮上的氣動(dòng)力并將其傳給隔框。在桁條式機(jī)體結(jié)構(gòu)中，長(zhǎng)桁與蒙皮組成加強(qiáng)壁板

承受機(jī)身彎曲時(shí)產(chǎn)生的軸力以及軸向載荷引起的軸力。另外，長(zhǎng)桁對(duì)蒙皮起支持作用，

提高蒙皮受壓、受剪時(shí)失穩(wěn)臨界應(yīng)力。在桁梁式機(jī)體結(jié)構(gòu)中，布置了橫截面積較大的桁

梁來(lái)承受機(jī)身彎曲時(shí)產(chǎn)生軸力以及軸向載荷引起的軸力。同時(shí)，桁梁又可作為開口處加

強(qiáng)件和承受集中載荷。

（3）橫向骨架

橫向骨架主要由普通框和加強(qiáng)框組成。框的功用與機(jī)翼中的肋相同。普通框用于維

持機(jī)身的截面形狀以及固定蒙皮和桁條，承受蒙皮的局部載荷，對(duì)桁條提供支持。普通

框的典型結(jié)構(gòu)如圖1-20所示?？蚪孛嬗袃蓚€(gè)緣條和一個(gè)腹板，能保證框承受彎曲和剪

切。

加強(qiáng)框主要是傳遞機(jī)翼、尾翼的集中力和集中裝載等。通過(guò)連接件以剪流形式將力

分散傳給機(jī)身蒙皮。

圖1-20普通框的典型結(jié)構(gòu)和框截面形狀

1.3.3機(jī)身結(jié)構(gòu)形式

機(jī)身通常要承受剪力、彎矩以及沿機(jī)體軸向的軸力和扭矩，而且內(nèi)部需要裝載貨物、

乘員和發(fā)動(dòng)機(jī)等，故一般采用剛性薄壁空間結(jié)構(gòu)。主要有下列幾種典型結(jié)構(gòu)形式。

（1）桁架式結(jié)構(gòu)

桁架式結(jié)構(gòu)的機(jī)身是一個(gè)立體構(gòu)架，如圖1-21所示。構(gòu)架由兩個(gè)垂直的（側(cè)面的）

和兩個(gè)水平面的（上面和下面）桁架組成，中間有構(gòu)架式框和斜撐桿。桁架的組成元件（桿）

只承受拉力或壓力，而蒙皮起維形作用，只承受局部氣動(dòng)載荷。桁架一般是靜定結(jié)構(gòu)，

故桁架結(jié)構(gòu)生存性差，空間利用困難。目前這種結(jié)構(gòu)僅在小型或輕型飛機(jī)上采用。

圖121桁架式結(jié)構(gòu)

(2)桁條式結(jié)構(gòu)(單塊式結(jié)構(gòu))

桁條式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是長(zhǎng)桁較密、較強(qiáng)，蒙皮較厚。長(zhǎng)桁與蒙皮組成壁板來(lái)承受彎曲引

起的軸力，剪力和扭矩引遠(yuǎn)的剪流由蒙皮承受，如圖1-22所示。結(jié)構(gòu)的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛

度大，故結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕。但從其受力特點(diǎn)可以看出，蒙皮不宜開大口，開口處加強(qiáng)困難。

1-桁條；2-蒙皮；3-隔框；4-接頭;

圖1-22桁條式結(jié)構(gòu)

(3)桁梁式結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)縱向具有較強(qiáng)的桁梁(如圖

1-23所示)，桁梁的截面很大但桁條很弱，甚至桁條

可以不連續(xù)，蒙皮較薄。桁梁式結(jié)構(gòu)一般安置四根縱

梁，縱梁布置除考慮最佳承受彎矩狀態(tài)外，還考慮大

開口處結(jié)構(gòu)加強(qiáng)和集中載荷傳遞。從結(jié)構(gòu)總體受力分

析看，彎曲引起的軸向力主要由桁梁承受，蒙皮和長(zhǎng)

桁只承受很小部分的軸力，剪力全部由蒙皮承受。桁

梁式結(jié)構(gòu)中開口可布置在兩桁梁之間，這樣不會(huì)顯著地降低機(jī)身的抗彎強(qiáng)度和剛度，開

口處加強(qiáng)所引起的質(zhì)量增加較小。圖1-23

桁梁式結(jié)構(gòu)

(4)梁式結(jié)構(gòu)

此類結(jié)構(gòu)由蒙皮、隔框和縱向大梁組成，如圖1-24所示。載荷主要由大梁承受，

蒙皮只承受剪力不參加縱向承力。當(dāng)粱式結(jié)構(gòu)一端傳入彎矩和軸力時(shí)，大梁將承受釉力;

這類結(jié)構(gòu)適用于當(dāng)結(jié)構(gòu)承受軸向集中載荷較大，并間需要大開口的情況。由于蒙皮不參

加縱向承力而只承受剪力，材料利用率不高，故相對(duì)于桁梁式結(jié)構(gòu)而言，梁式結(jié)構(gòu)質(zhì)量

較大。

典型剖而

?蒙皮；2-梁：3-隔框

圖1-24梁式結(jié)構(gòu)

⑸硬殼式結(jié)構(gòu)

硬殼式結(jié)構(gòu)是一個(gè)厚壁筒殼，由蒙皮和少數(shù)隔框組成（如圖1-25所示），沒(méi)有縱向

構(gòu)件，蒙皮很厚或采用夾層結(jié)構(gòu)。由蒙皮承受結(jié)構(gòu)總體彎曲、剪切和扭轉(zhuǎn)載荷。在彎矩

作用下蒙皮中產(chǎn)生拉伸或壓縮正應(yīng)力，但蒙皮利用率不高，離開削面慣性軸較遠(yuǎn)處蒙皮

承載較大，而在剖面慣性軸附近蒙皮中正應(yīng)力很小。硬殼式結(jié)構(gòu)由于蒙皮較厚，結(jié)構(gòu)具

有較大的抗扭剛度；但結(jié)構(gòu)質(zhì)量重，不易開口，目前飛機(jī)上采用較少。

?蒙皮；2-隔桁

圖1-25硬殼式結(jié)構(gòu)

硬殼式結(jié)構(gòu)形式又可分為下列幾種：

1）厚蒙皮式整體結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)由較厚蒙皮和隔框組成，沒(méi)有縱向構(gòu)件，如圖1—26所示。隔框只起維形和各

艙段間連接作用，蒙皮承受全部載荷。當(dāng)結(jié)構(gòu)截面尺寸增大時(shí)，蒙皮的臨界應(yīng)力降低,

要增加蒙皮厚度才能保證其承載能力。此類結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配工作量少，氣動(dòng)

外形好，容易保證艙段的密封，有效容積大，一般適用于小型強(qiáng)擊機(jī)防彈艙段。此類結(jié)

構(gòu)不宜開口，若必須開艙口時(shí)，均應(yīng)采用受力式口蓋?？谏w需參加整體受力，因此，結(jié)

構(gòu)質(zhì)量增加。

2）加肋殼式結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)由帶肋條的整體壁板和框組成（如圖1-27所示），整體壁板可用鍛造、鑄造或

化學(xué)腐蝕等方法制成，壁板內(nèi)有縱向和橫向肋條以提高壁板的強(qiáng)度和剛度，并且不參加

總體受力。在需要開口地方和受集中力附近可布置一些較強(qiáng)的縱、橫向加強(qiáng)肋條。機(jī)身

的進(jìn)氣道側(cè)壁等常采用這類結(jié)構(gòu)。

1-縱向加強(qiáng)筋；2-橫向加強(qiáng)第

圖「26厚蒙皮式整體結(jié)構(gòu)圖1-27加強(qiáng)殼式結(jié)構(gòu)

3）波紋板式結(jié)構(gòu)

波紋板式結(jié)構(gòu)，外殼可以由一層波紋板與一層或兩層光滑蒙皮構(gòu)成，連接方式可以

是焊接、膠接或熱擴(kuò)散成犁。材料用鋁合金、鈦合金或不銹鋼。這種結(jié)構(gòu)最大特點(diǎn)是:

當(dāng)沿波紋截面垂直方向作用壓縮載荷，或者垂直蒙皮有徑向載荷時(shí)，其臨界應(yīng)力很高,

臨界應(yīng)力與材料的屈服應(yīng)力的比值可達(dá)到0.7~0.8。對(duì)于主要承受軸向載荷的艙段或進(jìn)

氣道側(cè)壁可采用此結(jié)構(gòu)。

4）蜂窩夾層結(jié)構(gòu)

此類結(jié)構(gòu)一般為兩層光滑蒙皮與中間一層蜂窩夾芯組成，材料可選用鋁合金、鈦合

金或復(fù)合材料，根據(jù)結(jié)構(gòu)承載需要和結(jié)構(gòu)使用溫度確定。此類結(jié)構(gòu)剛度大、質(zhì)量輕，但

不宜開口，與其他元件連接復(fù)雜。一般用于不需大開口的大型結(jié)構(gòu)。

1.3.4機(jī)身典型結(jié)構(gòu)布局

為提高飛機(jī)的維護(hù)性，戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)要有很高的開口率。因此往往使結(jié)構(gòu)傳力路

線布置變得十分困難。在總體布局時(shí)，特別要綜合處理好維護(hù)性與合理傳力的矛盾。

般情況，新一代戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)身開口率可達(dá)50%,特別是機(jī)身腹部有前起落架艙開口，內(nèi)

埋武器艙開口，用于脫裝發(fā)動(dòng)機(jī)的大開口等。對(duì)于機(jī)身起落架布局的飛機(jī)，主起落架艙

形成了更多的機(jī)身大開門°機(jī)頭電子艙、設(shè)備艙也幾乎將機(jī)頭部位全部開口。因此機(jī)身

結(jié)構(gòu)大都采用梁式布局。只有老式較少開口的結(jié)構(gòu)才采用單塊式結(jié)構(gòu)形式。由于尾翼的

氣動(dòng)彈性特性受機(jī)身剛度影響十分大，機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要考慮機(jī)身本身的強(qiáng)度、剛度

要求，而且特別要注意尾翼氣功彈性對(duì)機(jī)身的要求。許多飛機(jī)為滿足尾翼的剛度要求,

在后機(jī)身兩側(cè)布置了加強(qiáng)邊條。FT6、蘇-27飛機(jī)就采用了這種布局形式。圖1-28所示

蘇-27機(jī)身是由前機(jī)身、機(jī)身中段和后機(jī)身三部分組成。該機(jī)采用翼身融合體技術(shù)，懸

壁式中單翼，翼根外有光滑彎曲前伸的邊條翼，雙垂尾正常式布局，楔型進(jìn)氣道位于翼

身融合休的前下方，有很好的氣動(dòng)性能，進(jìn)氣道底部及側(cè)壁有柵型輔助門，以防起落時(shí)

吸入異物。全金屬半硬殼式機(jī)身，機(jī)頭略向下垂，大量采用鋁合金和鈦合金，傳統(tǒng)三梁

式機(jī)翼。

圖1-28蘇-27戰(zhàn)斗機(jī)

(1)前機(jī)身布局

前機(jī)身主要是由雷達(dá)罩、設(shè)備艙、座艙、進(jìn)氣道、油箱、前起落架艙等組成。雷達(dá)

罩應(yīng)設(shè)計(jì)成能滿足透波性能的非金屬罩，目前一般采用重量較輕的蜂窩結(jié)構(gòu)或非金屬殼

結(jié)構(gòu)。新一代隱身飛機(jī)的雷達(dá)罩，要求采用既滿足隱身要求，又能保持良好的自身雷達(dá)

透波能力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為便于使用維護(hù)，一般雷達(dá)罩設(shè)計(jì)成可向側(cè)面翻轉(zhuǎn)打開形式。設(shè)

備艙一般設(shè)計(jì)成由縱向隔板和水平隔板組成的受力骨架，由快卸鎖與口蓋式蒙反相連組

成艙段。座艙一般為密封艙結(jié)構(gòu)，上面由可密封的座體座艙和風(fēng)擋玻璃組成，前后多是

整體框，兩側(cè)和地板是密封抑接的筋板框結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)要考慮座艙增壓的疲勞載荷。為滿

足隱身要求，風(fēng)擋與座艙玻璃要采用表面增鍍來(lái)減少座艙的雷達(dá)波反射。新式飛機(jī)的機(jī)

身多采用整體油箱結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與老式軟油箱布局相比，可減輕結(jié)構(gòu)重量和提高載油量。

進(jìn)氣道設(shè)計(jì)要特別注意由于壓力脈動(dòng)引起的蒙皮抖動(dòng)以及由此帶來(lái)的蒙皮疲勞和掉鉀

釘問(wèn)題；其結(jié)構(gòu)一般采用蜂窩板結(jié)構(gòu)或密加筋板結(jié)構(gòu)。

前起落架艙通常利用座艙前后加強(qiáng)框間下面的空間。起落架支在其中的一個(gè)加強(qiáng)框

上。為安全起見，一般情況起落架向前收，支點(diǎn)設(shè)在艙后面的加強(qiáng)框上。

(2)中機(jī)身布局

中機(jī)身一般由進(jìn)氣道、油箱、部分發(fā)動(dòng)機(jī)艙、設(shè)備艙和武器艙組成，中機(jī)身處于與

機(jī)翼相連接部位，是機(jī)身受力最大部位，一般力求減少開口。對(duì)于上下單翼布局的飛機(jī)

多采用翼盒穿過(guò)中機(jī)身形式，并采用接頭與機(jī)身結(jié)構(gòu)相連接，這時(shí)飛機(jī)翼只將剪力和扭

矩通過(guò)接頭傳給機(jī)身，而機(jī)翼大部分彎矩通過(guò)穿過(guò)機(jī)身的翼盒自身平衡。中單翼機(jī)翼布

局情況，兩側(cè)機(jī)翼結(jié)構(gòu)通過(guò)接頭與機(jī)身加強(qiáng)框相連結(jié)，機(jī)翼的彎矩、扭矩、剪力全部傳

給機(jī)身的加強(qiáng)框結(jié)構(gòu)：機(jī)身加強(qiáng)框再將這叱載荷傳給機(jī)身蒙皮和縱向傳力結(jié)構(gòu)°這種連

接形式的左右機(jī)翼比穿過(guò)機(jī)身的機(jī)翼結(jié)構(gòu)形式易于分解，便于運(yùn)輸；但機(jī)身框上彎曲載

荷特別大，設(shè)計(jì)比較困難，同時(shí)結(jié)構(gòu)重量較大。盡管如此，殲擊機(jī)仍常用這種布局。如

圖1-29所示的蘇-27飛機(jī)中機(jī)身。該機(jī)具有翼身融合的氣動(dòng)外形，機(jī)身中段從氣動(dòng)布局

角度看，屬于機(jī)翼的一部分，稱為中央翼；而從結(jié)構(gòu)功能角度看，則為機(jī)身中段。機(jī)身

中段主要由1、2號(hào)油箱、主起落架艙和設(shè)備附件艙組成。機(jī)身中段為厚壁板框架式半

硬殼式結(jié)構(gòu)，大開口較少，機(jī)身的縱向彎矩由成型架大梁和縱向構(gòu)件與壁板組成機(jī)身盒

段承受，剪力由縱向構(gòu)件腹板和翼肋傳遞，扭矩由機(jī)身中段的封閉盒段承受。外翼傳入

彎矩、剪力和扭矩在中央翼平衡。

A-A

丁，19

1-1號(hào)油箱4號(hào)腹板；2-桁條；3-1號(hào)油箱1腹板；4-上壁板；5-中央翼前艙；6-1號(hào)油箱3號(hào)腹板；

7-前起落架收放支桿固定接頭：8-阻力板固定接頭；9-下壁板：10-18框側(cè)壁板；11-機(jī)輪艙內(nèi)7號(hào)肋；

12-機(jī)輪艙內(nèi)8號(hào)肋；13-2號(hào)油箱節(jié)6號(hào)內(nèi)肋；14-中翼與外翼固定銷孔；15-阻力板大梁；16、7-主

起落架梁固定接頭；18、19-進(jìn)氣口固定接頭；20-2號(hào)油箱上壁板；21、25、26-2號(hào)油箱7、5、4號(hào)

翼肋；22-阻力板；23-作動(dòng)筒；24-起落架梁

圖1-29蘇-27中機(jī)身結(jié)構(gòu)圖

(3)后機(jī)身布局

后機(jī)身主要是用于支持尾翼、裝載發(fā)動(dòng)機(jī)及部分設(shè)備。為便于維護(hù)，一般情況發(fā)動(dòng)

機(jī)采用向下脫出的方案裝卸，因此，后機(jī)身下部要設(shè)計(jì)成大開口形式。如何將尾翼載荷

傳遞至中機(jī)身，特別在有大開口的情況下如何傳遞扭矩是結(jié)構(gòu)布局的關(guān)鍵，另一關(guān)鍵問(wèn)

題是確保后機(jī)身有足夠的剛度，使得尾翼能夠滿足顫振設(shè)計(jì)要求。對(duì)于有大開口的后機(jī)

身，通常采用梁式結(jié)構(gòu)，還要在開口梁處設(shè)計(jì)出一個(gè)傳扭閉室。

發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在后機(jī)身的布局，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮隔熱和通風(fēng)。耐熱的鈦合金材料往

往被廣泛用于后機(jī)身結(jié)構(gòu)中。

對(duì)于雙發(fā)飛機(jī)，考慮進(jìn)氣道布局、翼身融合體布局和面積律設(shè)計(jì)后，機(jī)身外形變得

十分復(fù)雜，結(jié)構(gòu)布局也應(yīng)根據(jù)具體情況，多方案比較后確定。

為滿足隱身要求，機(jī)身所有開口都要早鋸齒形并安要求做好密封。F-22飛機(jī)的口蓋

設(shè)計(jì)是十分典型的。

如圖1-30所示的蘇-27飛機(jī)后機(jī)身。由左、右艙和中間艙兩大部分組成。34框開

始到尾尖的阻力傘艙整流罩，左、右艙從第28框至發(fā)動(dòng)機(jī)艙尾整流罩，從第28框到第

34框左、右艙在中央翼下方。左、右艙前部為進(jìn)氣道，右部為發(fā)動(dòng)機(jī)艙。

?28框上固定中翼接頭；2-31框上固定中翼接頭；3-進(jìn)氣道；4-上部大梁；5-機(jī)身尾部中艙；

6-設(shè)備艙：7-阻力傘艙；8-固定平尾半軸；9-45框；10-42框；11-38框；12-發(fā)動(dòng)機(jī)固定接頭；

13-34框；14-31框；15-28框；16-心氣口前緣

圖1一30蘇27后機(jī)身結(jié)構(gòu)

通常機(jī)身在外載荷作用下其總體內(nèi)力可歸納為彎矩、剪力和扭矩，這三類內(nèi)力在機(jī)

身結(jié)構(gòu)中傳遞和平衡。而機(jī)身結(jié)構(gòu)主要由蒙皮、桁條、桁梁和隔框組成的空間薄壁結(jié)構(gòu)

式的殼休來(lái)承受內(nèi)力。由于機(jī)身中安置各種裝載物，與機(jī)身相連的各部件位置和受力形

式不同，在機(jī)身承受集中力或大開口處需布置相應(yīng)的縱向構(gòu)件（如加強(qiáng)短梁）和加強(qiáng)框。

并且需布置一定構(gòu)件將集中載荷擴(kuò)散成剪流傳到蒙皮、長(zhǎng)桁、隔框等組成的機(jī)身盒段結(jié)

構(gòu)上。因此實(shí)際結(jié)構(gòu)的具體構(gòu)造要復(fù)雜得多。同時(shí)，結(jié)構(gòu)形式選擇，結(jié)構(gòu)布局和具體結(jié)

構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅僅從受力形式考慮，還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)疲勞和損傷容限以及可靠性，結(jié)構(gòu)內(nèi)部

設(shè)備的使用維護(hù)性，結(jié)構(gòu)的工藝性和維修性，結(jié)構(gòu)質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)性等要求。不論對(duì)原有

結(jié)構(gòu)的分析或新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都應(yīng)從總體布置、受力形式、使用、維護(hù)、材料和工藝等方面

綜合分析，使結(jié)構(gòu)滿足質(zhì)量最輕的要求。

1.4尾翼

1.4.1尾翼結(jié)構(gòu)概述

尾翼用于保證飛機(jī)的縱向和航向的平衡與安定性，以及實(shí)施對(duì)飛機(jī)的縱向、俯仰和

航向的操縱。一般常規(guī)飛機(jī)的尾翼由水平尾翼和垂直尾翼兩部分組成。水平尾翼由水平

安定而和升降舲組成：垂直尾翼由垂首安定面和方向舲組成。升降舲和方向舵統(tǒng)稱為舲

面。從本質(zhì)上說(shuō)尾翼的直接功用也是產(chǎn)生升力，因而尾翼的設(shè)計(jì)要求和構(gòu)造與機(jī)翼十分

類似，通常都是由骨架和蒙皮構(gòu)成，但它們的表面尺寸一般較小，厚度較薄，在構(gòu)造形

式上有一些特點(diǎn)。

隨著飛機(jī)的不斷發(fā)展，為了改善跨聲速和超聲速飛行器在高速飛行中的縱向操縱性,

如今許多超音速飛機(jī)（尤其是高性能的戰(zhàn)斗機(jī)，如俄羅斯的蘇-27、美國(guó)的F-15“鷹”戰(zhàn)

斗機(jī)等）都將水平尾翼設(shè)計(jì)成可偏轉(zhuǎn)的整體，稱為全動(dòng)平尾。

（a）晉通尾翼布局（b）T形尾布局

圖1-31尾翼的典型布局

1.4.2安定面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及布局

安定面的結(jié)構(gòu)和翼面基本相同，受力特性也相同。但安定面不同于機(jī)翼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的

特點(diǎn)是安定而內(nèi)很少有裝或，故安定面完全可以按受力要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。安定面的結(jié)

構(gòu)布局及承力系統(tǒng)的安排是否合適，對(duì)結(jié)構(gòu)效率有重要影響。同時(shí)尾翼的氣動(dòng)布局形式

不同，安定面的結(jié)構(gòu)布局與承力系統(tǒng)安排也有所不同。普通尾翼與T形尾翼的典型布局

如圖1-31所示。

安定面常采用的結(jié)構(gòu)布局形式有梁式、單塊式、多墻式、整體式、全蜂窩式或混合

式等。輕型飛機(jī)的安定而大多采用雙梁式（后梁為主）或一粱（后）一墻（前）式結(jié)構(gòu)。現(xiàn)

代速度較高的飛機(jī)一般采用雙梁（或多梁）、壁板和多肋的單塊式結(jié)構(gòu)。使用多梁的目的

是增大結(jié)構(gòu)剛度，提高防顫振特性，例如，波音-747和波音-767的水平安定面和垂直

安定而都是雙梁加一輔助前梁（前墻）的雙閉室結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代的高速運(yùn)輸機(jī)還有采用由數(shù)根

梁、密排翼肋和變厚度蒙皮組成的結(jié)構(gòu)，其翼面不用桁條，這種形式的制造成不低、抗

扭剛度高，尤其對(duì)防顫振有較好的效果。這種設(shè)計(jì)己用于波音-707和波音-727的水平

安定面上。安定面通常將后梁設(shè)計(jì)成主梁，且在懸掛接頭處布置有加強(qiáng)肋，如圖1-32

所示。這是因?yàn)槎婷嬉话銘覓煸诤竺?，而尾翼的載荷特點(diǎn)是舵面載荷大。

水平安定面與機(jī)身有兩種連接方式。一種是固定式，水平安定面分段，在機(jī)身側(cè)面，

固定在機(jī)身上；或者整個(gè)水平安定面貫穿機(jī)身，前后用4個(gè)接頭固定在機(jī)身上。另一種

是可調(diào)式，水平安定面的安裝角可凋，應(yīng)用在一些高亞聲速運(yùn)輸機(jī)上，目的是提高平尾

的配平效率。可調(diào)式水平安定面中央翼盒貫穿機(jī)身，后面用兩個(gè)錢鏈接頭支撐在機(jī)身加

強(qiáng)框上，前面用1-2個(gè)接頭連制動(dòng)器，飛行中可以通過(guò)制動(dòng)器調(diào)節(jié)安定而的迎向，改變

飛機(jī)的俯仰角，對(duì)飛機(jī)起配平作用。它的優(yōu)點(diǎn)是比舵面的配平阻力小。近代許多大型運(yùn)

輸機(jī)如1-lOlkDC-10（如圖1-33所示）和波音系列客機(jī)都采用這種形式。安裝兩個(gè)制動(dòng)

器可以使安定面的支撐及操縱具有破損安全特性。也有的飛機(jī)是在前梁的正中間單獨(dú)裝

有一個(gè)螺旋操縱機(jī)構(gòu)，此時(shí)應(yīng)將連接接頭本身設(shè)計(jì)成具有損傷容限特性，如圖-32（d）

所示?？烧{(diào)式水平安定面引起的結(jié)構(gòu)問(wèn)題是機(jī)身開缺口，影響尾段結(jié)構(gòu)受力特性，還要

增設(shè)密封板,

（a）波音747尾翼(b)C-l33尾翼

1-安定面前梁；2-安定面后梁；3-墻：4-舵面梁；5-方向舵；6-次強(qiáng)框；7-強(qiáng)框；

8-加強(qiáng)框；9-可拆卸前緣；10-壁板；11-鋁蜂窩：12-可鏈肋;13-玻纖蜂窩；14-可更換的后緣;

15-配重；16-檢查口

圖1-32安定面的結(jié)構(gòu)布置與對(duì)接加強(qiáng)框的布置

除個(gè)別飛機(jī)的垂直尾翼可動(dòng)（如SR-71飛機(jī)具有全動(dòng)式垂直尾翼）外，絕大多數(shù)

飛機(jī)的垂直安定面是不可動(dòng)的，安裝固定在后機(jī)身上。根部連接處安定面梁與機(jī)身隔框

有轉(zhuǎn)折，需要沿機(jī)身縱向布置加強(qiáng)的構(gòu)件承受和傳遞安定面梁傳來(lái)的分彎矩，有些飛機(jī)

將垂直安定面的梁直接插入機(jī)身，與機(jī)身加強(qiáng)框結(jié)合一起成為斜加強(qiáng)框。這樣可以直接

將彎矩傳到機(jī)身結(jié)構(gòu)上，避免在機(jī)身上因使用接頭而帶來(lái)疲勞問(wèn)題。T形尾翼的垂直安

定面，由于平尾固定在垂尾上，還必須能承受水平安定面?zhèn)鱽?lái)的載荷。T形尾翼的垂直

安定面，常用較厚的對(duì)稱翼型，翼盒結(jié)構(gòu)有較大的剛度，一定程度利于解決T形尾翼突

出的顫振問(wèn)題，該種垂直安定面的結(jié)構(gòu)布局形式多采用雙梁式（或多梁式）或雙梁?jiǎn)螇K

式。尤其是裝有可調(diào)安裝角平尾的丁形尾翼垂直安定面，雙梁式或雙梁?jiǎn)螇K式翼盒結(jié)構(gòu)

的前梁用來(lái)安裝操縱下尾的助力器，后梁上安置支撐平尾翼盒的樞軸，這些連接點(diǎn)直接

承受平尾傳來(lái)的集中力。T形尾翼垂直安定面的翼展比常規(guī)的翼展約短三分之一，而它

所需要的結(jié)構(gòu)剛度卻比常規(guī)大。因此，其盒段結(jié)構(gòu)采用蒙皮一桁條加強(qiáng)板或整體加強(qiáng)板

（整體式）最適合這種要求,

7

?蒙皮；2-翼肋；3-檢瓷口蓋；4-制動(dòng)器螺桿連接接頭；5-加強(qiáng)版；6-隔框；7-水下安定面樞軸

圖1-33水平安定面的中央翼盒

1.4.3全動(dòng)平尾

當(dāng)飛機(jī)超聲速飛行時(shí)，因激波后的擾動(dòng)不能前傳，舵面偏轉(zhuǎn)后不能像亞聲速流中那

樣同時(shí)改變安定而的壓力分布，共同提供操縱力或平衡力，因此尾翼效能下降。而飛機(jī)

的縱向穩(wěn)定性卻因翼面壓力中心后移而大大增加，二者之間產(chǎn)生了矛盾。為了提高尾翼

的效能采用了全動(dòng)平尾。全動(dòng)平尾是指整個(gè)平尾可繞某一軸線偏轉(zhuǎn)，起操縱面的作用。

(1)轉(zhuǎn)軸的形式及位置確定

1)轉(zhuǎn)軸的位置

在確定全動(dòng)平尾的轉(zhuǎn)軸位置時(shí)，要綜合考慮如下因素：轉(zhuǎn)軸的位置和平尾的防顫振

品質(zhì)有很大關(guān)系，一般說(shuō)轉(zhuǎn)軸靠前有利于改善防顫振品質(zhì)；盡可能利用平尾內(nèi)有利的結(jié)

構(gòu)高度來(lái)布置轉(zhuǎn)軸，以減輕轉(zhuǎn)軸的質(zhì)量，提高轉(zhuǎn)軸的承載能力；盡量減小平尾氣動(dòng)合力

至轉(zhuǎn)軸的力臂，以減小校鏈力矩。

對(duì)后掠式平尾而言，亞聲速壓心位置約在28%?30%平均氣動(dòng)弦處，超聲速壓心在

50%平均氣動(dòng)弦左右。為了減小錢鏈力矩應(yīng)使亞聲速較鏈力矩的最大值等于超產(chǎn)速較鏈

力矩的最大值，因而轉(zhuǎn)軸應(yīng)落在兩壓心之間的某個(gè)位置。通常把軸線布置在兩個(gè)壓心的

中間位置，約占平均氣動(dòng)弦的40%,如圖1-34所示。轉(zhuǎn)軸在此位置結(jié)構(gòu)高度較高。

A

y

圖1-34全動(dòng)平尾的轉(zhuǎn)軸前后位置的確定

2)轉(zhuǎn)軸的形式

全動(dòng)平尾常采用的轉(zhuǎn)軸形式有直軸式、斜軸式、轉(zhuǎn)軸式、定軸式及直斜軸的混合式

等。直軸式是指轉(zhuǎn)軸垂直于飛機(jī)的對(duì)稱軸線，如圖卜35(a)所示。斜軸式是指轉(zhuǎn)軸具

有一定的后掠角，如圖「35(b)所示。直軸式在機(jī)身內(nèi)容易布置，操縱機(jī)構(gòu)也較簡(jiǎn)單，

轉(zhuǎn)軸質(zhì)量比較輕。如果轉(zhuǎn)軸要伸入平尾內(nèi)，對(duì)于大后掠角平尾，轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)高度將受到

平尾結(jié)構(gòu)高度的限制，在根部，軸所在位置靠近后緣，結(jié)構(gòu)高度小，受載不利，軸的質(zhì)

量特性差。當(dāng)平尾為平直翼或中等后掠或后緣較平直時(shí)，宜采用直軸式。斜軸式正好相

反，對(duì)大后掠角的平尾，宜采用轉(zhuǎn)軸伸人平尾內(nèi)的斜軸式，轉(zhuǎn)軸可以更好地利用結(jié)構(gòu)最

大高度，較鏈力矩也比較小。

轉(zhuǎn)軸式千尾的軸與尾翼連接在一起，用固定在轉(zhuǎn)軸上的搖臂操縱轉(zhuǎn)軸，平尾與轉(zhuǎn)軸

一起偏轉(zhuǎn)，如圖『36(a)所示。定軸式的軸不動(dòng)，固定在機(jī)體上；尾翼套在軸上繞軸轉(zhuǎn)

動(dòng)；操縱接頭則布置在尾冀根部的加強(qiáng)肋上，如圖上36(b)所示。與轉(zhuǎn)軸式相比，由于

定軸式的操縱點(diǎn)和軸之間的力臂有時(shí)可設(shè)計(jì)得比轉(zhuǎn)軸式長(zhǎng)，可使操縱力相對(duì)較小，尾翼

受力較好。缺點(diǎn)是在尾翼結(jié)構(gòu)高度內(nèi)要安放軸和軸承，限制了軸徑，對(duì)軸受力不利；此

外須在機(jī)體十開弧形槽，對(duì)機(jī)體有所削弱。轉(zhuǎn)軸式的優(yōu)、缺點(diǎn)與之相反。

圖1-35直軸式和斜軸式全動(dòng)平尾示意圖圖1-36轉(zhuǎn)軸式和定軸式全動(dòng)平尾示意圖

圖1-37單塊式過(guò)渡到集中1-垂直尾翼；2-助力器；3-蜂窩結(jié)構(gòu);

短粱形式的全動(dòng)平尾4-全高度蜂窩構(gòu)

圖1-38F-14全動(dòng)平尾

(2)全動(dòng)平尾的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

全動(dòng)平?尾的結(jié)構(gòu)形式直接與轉(zhuǎn)軸形式有關(guān)，它的選取應(yīng)綜合考慮有關(guān)因素。常見的

結(jié)構(gòu)形式主要為單梁式、單塊式過(guò)渡到集中短梁的形式、雙梁?jiǎn)螇K式或多梁?jiǎn)螇K式等。

單梁式全動(dòng)平尾的主梁沿轉(zhuǎn)軸一直延伸到翼梢，彎矩全由主梁承受，主要用于翼型

厚度較大、后掠較小及載荷量級(jí)不大的轉(zhuǎn)軸式全動(dòng)平尾。單塊式過(guò)渡到集中短梁的形式,

外段采用剛度較好，結(jié)構(gòu)效率較高的單塊式，在根部轉(zhuǎn)成梁式，以便載荷向轉(zhuǎn)軸過(guò)渡,

如圖「37所示。此種結(jié)構(gòu)形式常用于轉(zhuǎn)軸式全動(dòng)平尾，主要是由于轉(zhuǎn)軸式全動(dòng)平尾上

的彎矩、剪刀和扭矩都要集中到轉(zhuǎn)軸上，然后由轉(zhuǎn)軸傳給機(jī)身的特點(diǎn)決定的。雙梁?jiǎn)螇K

式或多梁?jiǎn)螇K式結(jié)構(gòu)，布置有兩個(gè)或多個(gè)梁(或墻)，較適合定軸式全動(dòng)平尾的受力特點(diǎn),

即轉(zhuǎn)軸僅受剪力、彎矩，不受扭。平尾上的載荷不必全都集中在轉(zhuǎn)軸上，具有一定的破

損安全特性。對(duì)于馬赫數(shù)Ma二2左右的飛機(jī)，在設(shè)計(jì)全動(dòng)平尾時(shí)需特別注意保證它的局

部剛度及整體剛度中的扭轉(zhuǎn)剛度，常采用整體壁板構(gòu)成整體式結(jié)構(gòu)以滿足剛度要求。

隨著新材料和新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，全動(dòng)平尾出現(xiàn)單梁、雙梁和多梁復(fù)合材料結(jié)構(gòu)等新的

結(jié)構(gòu)形式。如多梁復(fù)合材料結(jié)構(gòu)用復(fù)合材料做蒙皮，前緣和后緣由全高度的蜂窩結(jié)構(gòu)組

合成整體件，如圖1-38所示。FT4、FT5和FT6全動(dòng)平尾的蒙皮均采用了復(fù)合材料。

尾翼是一個(gè)整體的可操縱面。對(duì)尾翼的主要要求也是保證它所承擔(dān)的空氣動(dòng)力任務(wù)

的完成，能在飛機(jī)所有允許的飛行狀態(tài)中均起到足夠的平衡、穩(wěn)定和操縱作用；具有足

夠的強(qiáng)度、剛度、損傷容限、壽命而重量盡可能輕以及在飛機(jī)允許的飛行速度范圍內(nèi)不

發(fā)生各種形式的振動(dòng)。

1.5飛機(jī)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

飛機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)必須滿足飛機(jī)的使用要求以及對(duì)飛機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)提出更高、更新以及

越來(lái)越趨于綜合設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，長(zhǎng)壽命、高可靠性、低生產(chǎn)成本與良好的技戰(zhàn)術(shù)性能、

良好的經(jīng)濟(jì)性與維修性等技術(shù)要求。不同的飛機(jī)部件根據(jù)使用不同而有不同的側(cè)重點(diǎn)，

歸納起來(lái)主要有：

1.5.1氣動(dòng)要求

結(jié)構(gòu)應(yīng)保證構(gòu)造外形滿足總體設(shè)計(jì)規(guī)定的外形準(zhǔn)確度；不容許機(jī)翼、尾翼、機(jī)身結(jié)

構(gòu)有過(guò)大變形，以保證飛行器具有良好的氣動(dòng)升力和阻力特性以及具有良好的穩(wěn)定性和

操縱性。

1.5.2質(zhì)量要求

對(duì)于飛行器來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)質(zhì)量的減少，就意味著有效載荷、飛行速度和飛行距離的增

加。保證結(jié)構(gòu)在承受各種規(guī)定的載荷狀態(tài)下，具有足夠的強(qiáng)度、不產(chǎn)生不能容許的殘余

變形；具有足夠的剛度，以避免出現(xiàn)不能容許的氣動(dòng)彈性現(xiàn)象與共振現(xiàn)象；具有足夠的

壽命，防上結(jié)構(gòu)失效等情況下，使結(jié)構(gòu)質(zhì)量最輕。

1.5.3使用維護(hù)要求

飛機(jī)的各部分（包括主要結(jié)構(gòu)和裝在飛行器內(nèi)部的各個(gè)重要設(shè)備、系統(tǒng)），須分別按

規(guī)定的周期進(jìn)行檢查、維護(hù)和修理。良好的維修性可以提高飛行器在使用中的安全可靠

性和保障性，并可以有效地降低保障和使用的成本。為了使飛機(jī)有良好的維修性，在結(jié)

構(gòu)上需要布置合理的分離面與各種艙口，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部安排必要的檢查和維修通道，增加

結(jié)構(gòu)的開敞性和可達(dá)性。

1.5.4工藝要求

要求飛機(jī)結(jié)構(gòu)有良好的工藝性，便于加工、裝配。這些須結(jié)合產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種和

需要的迫切性與加工條件等綜合考慮。對(duì)于復(fù)合材料等新材料來(lái)說(shuō)，還應(yīng)對(duì)材料、結(jié)構(gòu)

的制作和結(jié)構(gòu)修理的工藝性予以重視。

1.6飛機(jī)結(jié)構(gòu)的工藝性

針對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，其工藝性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)力方面：

1）為保證結(jié)構(gòu)零件的加工精度和各種整體壁板件的應(yīng)用，廣泛使用大量的先進(jìn)的

數(shù)控加工設(shè)備;

2）為保證結(jié)構(gòu)眾多的零部件在裝配階段的外形準(zhǔn)確度，必須使用大量的夾具、裝

配型架；

3）為了滿足使用維護(hù)要求，便于拆卸與安裝，需要進(jìn)行合理的確定設(shè)計(jì)分離面；

4）根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)布局，采用合理的接頭連接方式；主要有各種螺栓連接、膠接、

鉀接、焊接等；

5）在保證結(jié)構(gòu)具有足夠的剛度、強(qiáng)度及抗疲勞特性的情況下，為了使結(jié)構(gòu)重量最

輕，大量采用新材料，如各種合金材料、復(fù)合材料等。

第二章飛機(jī)制造工藝特點(diǎn)與互換協(xié)調(diào)方法

從總體上說(shuō)，整架飛機(jī)是由骨架結(jié)構(gòu)件及銀金件兩大部分零件組成的。飛機(jī)的機(jī)身、

梁、機(jī)翼壁板等都是典型的飛機(jī)結(jié)構(gòu)零件；飛機(jī)的框肋、桁條、蒙皮、管道等都是典型

的飛機(jī)鉞金零件。不同類系型的零件所采用的制造工藝與方法也有所不同，如結(jié)構(gòu)類零

件主要采用機(jī)加工藝來(lái)完成，而鉞金類零件主要采用銀金成形工藝來(lái)完成。飛機(jī)鎖金零

件與機(jī)械加工零件加工完成后裝配成一架完整的符合設(shè)計(jì)外形的飛機(jī)，這就對(duì)零件加工

時(shí)零件與零件之間的協(xié)凋性提出了要求。由于飛機(jī)產(chǎn)品的特殊性，飛機(jī)制造技術(shù)及其過(guò)

程與一般的機(jī)械制造有著明顯的不同，有自己的獨(dú)特之處。其中關(guān)鍵之一是，如何保證

通過(guò)種種環(huán)節(jié)制造出來(lái)的飛機(jī)，其幾何形狀和尺寸是設(shè)計(jì)人員所需要的，不僅使飛機(jī)能

順利地裝配出來(lái).而且能滿足使用和維護(hù)的需要C怎樣使圖紙卜飛機(jī)的幾何形狀和尺寸

能正確無(wú)誤地傳遞到最后的產(chǎn)品上，且其零件、部件是互換協(xié)調(diào)的，這就是制造工程的

任務(wù)。因此，需要技術(shù)人員采取一系列技術(shù)措施來(lái)保證這一任務(wù)的實(shí)現(xiàn)。

因此，各種不同類型的零件加工過(guò)程中、加工完成后的飛機(jī)裝配過(guò)程中都涉及互換

協(xié)調(diào)問(wèn)題。不管零件類型如何，飛機(jī)制造技術(shù)及其模式是隨著科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步而不斷

發(fā)展的。社會(huì)的需求和市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也推動(dòng)著飛機(jī)制造技術(shù)的不斷更新和制造模式的不斷

改進(jìn).

2.1飛機(jī)制造工藝的特點(diǎn)

飛機(jī)制造工藝是機(jī)械制造學(xué)科的一個(gè)領(lǐng)域，是研究飛機(jī)生產(chǎn)的工藝原理、各工藝過(guò)

程的相互聯(lián)系及其發(fā)展規(guī)律的科學(xué)。

新機(jī)種的誕生，包括一系列的設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)的綜合工作.需要完成復(fù)雜的生產(chǎn)

準(zhǔn)備工作。新機(jī)的生產(chǎn)準(zhǔn)備可分為設(shè)計(jì)、工藝和組織三方面，三者之間既有科學(xué)的分工

又有相互間的密切聯(lián)系。即使當(dāng)一種試驗(yàn)飛機(jī)被鑒定合格，證明符合設(shè)計(jì)要求，可以投

入“0”批試制和成批生產(chǎn)以后，根據(jù)實(shí)際使用情況，設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)工作三者之間仍

有著緊密聯(lián)系。

將原材料及半成品轉(zhuǎn)變?yōu)槌善贰w機(jī)的一切勞動(dòng)過(guò)程統(tǒng)稱為生產(chǎn)過(guò)程。生產(chǎn)過(guò)程

包括工藝過(guò)程及其輔助過(guò)程，如生產(chǎn)準(zhǔn)備、設(shè)備維修、廠內(nèi)運(yùn)輸、統(tǒng)計(jì)核算等等。

工藝過(guò)程是生產(chǎn)過(guò)程的主體，是將原材料制造成飛機(jī)的過(guò)程，即指自接改變所加工

零件的尺寸形狀或材料性能，將零件裝配成組合件、部件和飛機(jī)的過(guò)程。

飛機(jī)的制造過(guò)程和一般機(jī)器制造過(guò)程相同，可以劃分為毛坯制造、零件加工、裝配

和試驗(yàn)四個(gè)階段。飛機(jī)制造所用的毛坯和半成品，如鍛件、鑄件、板料、型材等種類繁

多，根據(jù)現(xiàn)代化生產(chǎn)的協(xié)作原則，主要由外廠供應(yīng)。飛機(jī)裝配、安裝中所需要的大量標(biāo)

準(zhǔn)件，以及發(fā)動(dòng)機(jī)、特種設(shè)備、儀表等等成品也是由專門工廠組織生產(chǎn)。即使這樣，由

于飛機(jī)構(gòu)造復(fù)雜，制造勞動(dòng)量大，為滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要和國(guó)防戰(zhàn)備要求，往往還

有由幾個(gè)工分工協(xié)作生產(chǎn)同一型號(hào)飛機(jī)的情況。應(yīng)該注意到飛機(jī)的整個(gè)制造過(guò)程和國(guó)家

的工業(yè)化體系有著密切的聯(lián)系。而飛機(jī)制造的水平，生產(chǎn)組織的基本形式也不可能脫離

國(guó)家整個(gè)工業(yè)體系當(dāng)前的發(fā)展水平而孤立發(fā)展，但是飛機(jī)制造工藝過(guò)程也有它本身的特

點(diǎn)。其特點(diǎn)是與飛機(jī)產(chǎn)品的使用要求、飛機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)緊密不可分的。

2.1.1飛機(jī)產(chǎn)品使用要求的特點(diǎn)

(1)質(zhì)量要求高任何產(chǎn)品的質(zhì)量決定于其多方面性能的綜合。飛機(jī)的質(zhì)量指標(biāo)

主要有飛機(jī)的飛行戰(zhàn)術(shù)性能、強(qiáng)度和可靠性、使用壽命以及互換性等。要滿足使用要求

而且質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

(2)結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)由于使用方面的要求，飛機(jī)構(gòu)造經(jīng)常修改、改型。要求飛機(jī)

從研制到投產(chǎn)的周期短，而且要適應(yīng)設(shè)計(jì)更改頻繁、結(jié)構(gòu)不斷變化和改進(jìn)的要求。

(3)要適應(yīng)產(chǎn)量大小的變化尤其是軍用飛機(jī),研制時(shí)批量小,戰(zhàn)時(shí)要求迅速擴(kuò)

大產(chǎn)量，這是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝過(guò)程設(shè)計(jì)中都必須考慮的問(wèn)題。

(4)要努力降低材料、勞動(dòng)力的耗費(fèi)飛機(jī)成本很高，耗費(fèi)巨大，在確保產(chǎn)品質(zhì)

量，完成數(shù)量任務(wù)的同時(shí)必須努力降低耗費(fèi)。

2.1.2飛機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

飛機(jī)不向于一般機(jī)械產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)歸納起來(lái)主要有：

(1)構(gòu)造復(fù)雜，零件多一輛載重汽年包括發(fā)動(dòng)機(jī)在內(nèi)大約有三千多個(gè)零件，而

一架飛機(jī)僅殼體上的零件就有一萬(wàn)五千至十萬(wàn)件不等，其中還不包括幾百萬(wàn)件的螺釘、

鉀釘?shù)葮?biāo)準(zhǔn)件。如某型轟炸機(jī)僅重要附件就有八千一百種，以及三百二十五臺(tái)電子電氣

裝置、二千四百米液壓管路和長(zhǎng)一百公里左右的導(dǎo)線。因此，要求有廣泛的協(xié)作體系，

許多零件、附件、成件、儀表設(shè)備都要有專廠供應(yīng)。

(2)外形復(fù)雜，尺寸大飛機(jī)的骨架和蒙皮大多具有不規(guī)則的曲面形狀，根據(jù)機(jī)

型的不同，如大型運(yùn)輸機(jī)C-5A飛機(jī)翼展長(zhǎng)達(dá)68m,機(jī)身全長(zhǎng)75m,因此次定了零件、

組合件、部件的尺寸也較大。如波音747機(jī)翼上一塊整體壁板即長(zhǎng)達(dá)34m。

(3)精度要求高、剛度小如L-1()11飛機(jī)的復(fù)雜曲面蒙皮壁板，最大尺寸

2.5mxl2m,成形誤差要求小于0.3mm。而機(jī)體絕大多數(shù)零件剛度均很小，一些零件在自

重狀態(tài)都會(huì)引起變形。由于氣動(dòng)力性能要求，大部分機(jī)體構(gòu)件的外形準(zhǔn)確度，一般都在

10級(jí)精度范圍內(nèi)。

2.1.3飛機(jī)制造工藝特點(diǎn)

針對(duì)上述特點(diǎn)，飛機(jī)制造工藝的特點(diǎn)是：

(1)要采用新的保證互換協(xié)調(diào)的方法僅采用一般機(jī)器制造業(yè)的公差配合制度，

不能保證各零件、部件問(wèn)的相互協(xié)調(diào)與互換要求，而要采用飛機(jī)工業(yè)中一套特有的保證

產(chǎn)品的互換協(xié)調(diào)的方法——模線樣板工作法或模線樣板標(biāo)準(zhǔn)樣件工作法。

(2)生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大由于零件品種數(shù)量多、外形復(fù)雜，成形需要模具工裝，

而由于零件剛度小，裝配時(shí)又需要大量夾具、型架，以及必要的標(biāo)準(zhǔn)工藝裝備，使飛機(jī)

生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量很大，而要求周期盡量短。

(3)批量小，手工勞動(dòng)量大由于飛機(jī)型號(hào)、結(jié)構(gòu)改動(dòng)頻繁，要求生產(chǎn)方式要具

有很大的機(jī)動(dòng)性。飛機(jī)生產(chǎn)中必須盡量簡(jiǎn)化工藝裝備構(gòu)造。提高其通用化程度，采用通

用化的工裝設(shè)備等等。即使如此，往往還需要大量采用手工勞動(dòng)。生產(chǎn)的“機(jī)動(dòng)性''要求

和“機(jī)械化”、"自動(dòng)化''之間的矛盾是擺在我們面前需要解決的任務(wù)。

(4)零件加工方法多樣，裝配勞動(dòng)量比重大飛機(jī)機(jī)體構(gòu)件選用的材料種類繁多.

相應(yīng)的加工藝也多種多樣，而且為適應(yīng)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的發(fā)展，要求不斷引進(jìn)新技術(shù)、新材料

和新工藝。由于飛機(jī)構(gòu)件的剛度小，裝配工作的勞動(dòng)量約占飛機(jī)制造總勞動(dòng)量的50%?

60%。

2.2飛機(jī)制造工藝的互換協(xié)調(diào)

2.2.1飛機(jī)制造互換協(xié)調(diào)的概念

飛機(jī)制造中的互換性(即完全互換性)是指，相互配合的飛機(jī)結(jié)構(gòu)單元(部件、組件或

零件)在分別制造后進(jìn)行裝配或安裝時(shí)，除設(shè)計(jì)規(guī)定的調(diào)整外，不需選配和補(bǔ)充加工(如

切割、鋰銃、鉆狡、敲修等)，即能滿足所有幾何尺寸、形位參數(shù)和物理功能上的要求。

飛機(jī)制造中的互換性包括凡何形狀互換性和物理功能互換性兩個(gè)方面的內(nèi)容。它是由飛

機(jī)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)上的特點(diǎn)所決定的?；Q性只是對(duì)同一飛機(jī)結(jié)構(gòu)單元而言的。協(xié)調(diào)性則是

指兩個(gè)或多個(gè)相互配合或?qū)拥娘w機(jī)結(jié)構(gòu)單元之間、飛機(jī)結(jié)構(gòu)單元與它們的工藝裝備之

間、成套的工藝裝備之間，配合尺寸和形狀的一致性程度。一致性程度越高，則其協(xié)調(diào)

性越好，協(xié)凋準(zhǔn)確度越高。協(xié)凋性僅指幾何參數(shù)而言。飛機(jī)工業(yè)中的互換要求一般指:

（1）使用互換飛機(jī)在使用中局部損壞，要求更換某部分是常有的，互換的部件

（段件）應(yīng)具有相同的（在公差范圍之內(nèi)）連接面尺寸和形狀，相同的對(duì)接螺栓孔和管道孔

的位置，一致的氣動(dòng)力特性、重量和重心.而敷設(shè)在其中的操縱系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有相同的技

術(shù)特性。例如，機(jī)翼、尾翼、舵面和直升機(jī)的旋翼等都要求使用互換。

（2）生產(chǎn)互換在生產(chǎn)過(guò)程中，為了減少裝配時(shí)修配工作量，便于組織流水生產(chǎn)，

縮短裝配周期，在成批生產(chǎn)中，零件、構(gòu)件等不經(jīng)修配和補(bǔ)充加工就可以裝配，裝配以

后且能滿足技術(shù)性能要求，則該零件或構(gòu)件就具有生產(chǎn)互換性。在大批和大量生產(chǎn)中主

要是采用互換方法組織均衡、有節(jié)奏的生產(chǎn)。在飛機(jī)的成批生產(chǎn)中也希望盡可能采用這

種方式生產(chǎn)。但由于實(shí)際工作中很難達(dá)到或是經(jīng)濟(jì)上極不合理。因此.在飛機(jī)生產(chǎn)中實(shí)

際并不要求完全互換，而是局部互換?；Q性項(xiàng)目要求愈多，對(duì)生產(chǎn)部門要求也愈高。

（3）廠際互換當(dāng)同一型號(hào)飛機(jī)或其部件由幾個(gè)工廠同時(shí)制造時(shí)，各廠生產(chǎn)的某

些部件也應(yīng)該是能夠互換的。這就需要采取必要的技術(shù)措施和相應(yīng)的技術(shù)文件來(lái)保證。

2.2.2飛機(jī)制造中的協(xié)調(diào)問(wèn)題

協(xié)調(diào)與互換是兩個(gè)不同的概念?；Q是指成批或大量生產(chǎn)中，同一產(chǎn)品中任取其一,

其幾何形狀及物理機(jī)械性能在一定的誤差范圍內(nèi),并在裝配和安裝過(guò)程中，不需要仟何

修配和補(bǔ)充加工就能在裝配以后完全滿足設(shè)計(jì)所規(guī)定的技術(shù)要求。而協(xié)調(diào)是指兩個(gè)相互

配合的工件之間或工件與工裝之間的對(duì)應(yīng)尺寸和形狀的一致性。因此。具有互換性的零

件（或組合件、段部件）其配合一定是協(xié)調(diào)的，反之，協(xié)調(diào)的零件（或組合件、段部件）不

一定具有互換性。

（1）飛機(jī)的制造準(zhǔn)確度和協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度

1）制造準(zhǔn)確度飛機(jī)零件，組合件或段部件的制造準(zhǔn)確度是指實(shí)際工件和設(shè)計(jì)圖

紙上所確定的理想的幾何尺寸和形狀相近似的程度，近似程度愈高，則制造準(zhǔn)確度愈高。

2）