航空知識-機身設計與構造
前言、機身結構
機身結構(Fuselage structure)是商用機或軍用運輸機上,用以供組員或乘客搭乘,裝載 乘客的行李、貨物、郵件所需空間的結構部份。機身以地板隔成上、下層。上層有駕駛艙、 客艙(全貨機與軍用運輸機則為貨艙) ,下層則為起落架艙、裝備艙與貨艙。最前方大都裝設 氣象雷達。機身結構以現代商用機而言,幾乎都採用應力蒙皮結構(Stress skin structure) ,而 一般機身也分成硬殼式結構(monocoque construction)與半硬殼式結構(Semimcoque construction) 。大部份機種皆採用半硬殼式結構。
一、半硬殼式結構
此型式的結構係由框架(Frame) 、蒙皮(Skin) 、縱樑(Longeron)與縱補強樑(Stringer) 所組成。拉張力由蒙皮與縱樑來承受,彎曲負荷所帶來的壓縮力就由縱補強樑及更小的縱補 強條替代蒙皮來分擔。框架是機身斷面形狀的一次結構,以波音(Boeing)747-400 的機身為 例,以 20 英吋為間隔的 Z 形斷面框架並排而成。縱樑斷面有 L 形、J 形、Z 形、帽形(附有 帽簷的帽狀斷面)等,747 的機身使用 Z 形或帽形,在機身圓周上以約 8 英吋間隔放置。 而這些縱樑與蒙皮,以許多的鉚釘鉚接而成。此外框架與蒙皮,也藉由安全失效 (fail safe) 的層板(Strap) ,用鉚釘接合在一起。
二、硬殼式結構
此種結構與縱樑及蒙皮組成的半硬殼式結構有所不同,而是只用有如同蛋殼般的蒙皮, 來支撐所有外加的負荷。大型的固定翼航空器以此種結構來製造,相當困難,也會支撐不住 蒙皮的重量。另外以安全失效的觀點來看,也並不實用,故目前此種結構已不再採用。
三、管材骨架結構
管材骨架結構(Truss structure)為早期的固定翼航空器所廣泛使用。此種結構是將加之於 機身的負荷,經由管材與鋼纜所構成的結構來支撐,而蒙皮只是做為修整外觀之用,完全不 用來支撐負荷。此結構的特色是在設計與製造上較簡單,但其蒙皮(材料大部份為亞麻布) 不適合用在高速飛行與大型固定翼航空器,而且易受天候影響,故目前這種結構只用在一些 小又輕的固定翼航空器上。
四、壓力隔板
在半硬殼式結構的大型機上,客艙有加壓系統者其艙區的前後端皆裝設有壓力隔板
飞行翻译公司 www.aviation.cn 本文链接地址:机身设计与构造.pdf
前言、機身結構
機身結構(Fuselage structure)是商用機或軍用運輸機上,用以供組員或乘客搭乘,裝載 乘客的行李、貨物、郵件所需空間的結構部份。機身以地板隔成上、下層。上層有駕駛艙、 客艙(全貨機與軍用運輸機則為貨艙) ,下層則為起落架艙、裝備艙與貨艙。最前方大都裝設 氣象雷達。機身結構以現代商用機而言,幾乎都採用應力蒙皮結構(Stress skin structure) ,而 一般機身也分成硬殼式結構(monocoque construction)與半硬殼式結構(Semimcoque construction) 。大部份機種皆採用半硬殼式結構。
一、半硬殼式結構
此型式的結構係由框架(Frame) 、蒙皮(Skin) 、縱樑(Longeron)與縱補強樑(Stringer) 所組成。拉張力由蒙皮與縱樑來承受,彎曲負荷所帶來的壓縮力就由縱補強樑及更小的縱補 強條替代蒙皮來分擔。框架是機身斷面形狀的一次結構,以波音(Boeing)747-400 的機身為 例,以 20 英吋為間隔的 Z 形斷面框架並排而成。縱樑斷面有 L 形、J 形、Z 形、帽形(附有 帽簷的帽狀斷面)等,747 的機身使用 Z 形或帽形,在機身圓周上以約 8 英吋間隔放置。 而這些縱樑與蒙皮,以許多的鉚釘鉚接而成。此外框架與蒙皮,也藉由安全失效 (fail safe) 的層板(Strap) ,用鉚釘接合在一起。
二、硬殼式結構
此種結構與縱樑及蒙皮組成的半硬殼式結構有所不同,而是只用有如同蛋殼般的蒙皮, 來支撐所有外加的負荷。大型的固定翼航空器以此種結構來製造,相當困難,也會支撐不住 蒙皮的重量。另外以安全失效的觀點來看,也並不實用,故目前此種結構已不再採用。
三、管材骨架結構
管材骨架結構(Truss structure)為早期的固定翼航空器所廣泛使用。此種結構是將加之於 機身的負荷,經由管材與鋼纜所構成的結構來支撐,而蒙皮只是做為修整外觀之用,完全不 用來支撐負荷。此結構的特色是在設計與製造上較簡單,但其蒙皮(材料大部份為亞麻布) 不適合用在高速飛行與大型固定翼航空器,而且易受天候影響,故目前這種結構只用在一些 小又輕的固定翼航空器上。
四、壓力隔板
在半硬殼式結構的大型機上,客艙有加壓系統者其艙區的前後端皆裝設有壓力隔板
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