飞机机身

飞机机身

概述

飞机机身的功用主要是装载人员、货物、燃油、武器、各种装备和其他物资，它还可用于连接机翼、尾翼、起落架和其他有关的构件，并把它们连接成为一个整体。

　　按照机身的功用，首先在使用方面，应要求它具有尽可能大的空间，使它的单位体积利用率最高，以便能装载更多的人和物资，同时连接必须安全可靠。应有良好的通风加温和隔音设备；视界必须广调，以利于飞机的起落。

　　其次在气动方面，它的迎风面积应减小到最小，表面应光滑，形状应流线化而没有突角和缝隙，以便尽可能地减小阻力。

　　另外，在保证有足够的强度、刚度和抗疲劳的能力情况下，应使它的重量最轻。对于具有气密座舱的机身，抗疲劳的能力尤为重要。

机身的形式

飞机机体的型式一般有机身型、船身型和短舱型，机身型是陆上飞机的机体，水上飞机机体一般采用船身型，至于短舱型则是没有尾翼的机体。短舱型包括双机身和双尾撑。

　　另外，二战中还有一种侦察/轰炸飞机，介于双机身和双尾撑形式之间：一侧机身有座舱，另一侧机身则连接尾翼，这种不对称布局在飞机上较少见。

机身的外形

机身的外形和发动机的类型、数目及安装位置有关。例如活塞发动机螺旋桨式飞机的机身，就与喷气式发动机飞机的机身有所不同。

　　从机身外形来看，不外乎侧面形状和剖面形状两种。侧面形状一般为拉长的流线体。现代飞机的侧面形状受到驾驶舱的很大影响。有的驾驶舱平滑地露于气流之中，有的则埋藏在机身之内，前者多用于中小型飞机，后者多用于大型飞机。

　　现代超音速战斗机根据跨音速飞行的阻力特点，首先采用了跨音速面积律，即安装机翼部位的机身截面适当缩小，形成蜂腰机身；其次它的机头往往做得很尖，或者在头部用空速管作为激波杆，远远地伸出在迎面气流之中。这也有助于削弱激波的强度，减小波阻；第三是随着速度的不断增长，飞机机身的“长细比”不断增大，即用细而长的旋转体作机身。现代超音速飞机机身的长细比已超过10。所谓长细比即是机身长度与机身剖面的最大直径的比值，这一比值越大，则机身越细越长。而且随着速度的提高，飞机机身相对于机翼尺寸也越来越大。

　　还有些超音速飞机为了减小阻力，尽量将驾驶舱埋藏于机身外形轮廓线之内。这样就使得飞机在着陆时座舱视界大大恶化。为了改善这种情况，就将机头做成活动的，着陆时可以下垂。例如“协和”号超音速旅客机机头就可下垂17.5度。其机头可有三种状态。超音速飞行时，机头呈流线形；亚音速飞行时，档整流罩放下，以扩大驾驶员的视界；进场和着陆时则全部下垂，驾驶员视界就更扩大了。

　　常用的机身剖面形状有圆、椭圆、方、梯形等，这些形状适用于不同用途及速度范围的飞机。例如低速飞机可用方形，而具有气密座舱的高亚音速大型客机，则多用圆形或椭圆形。喷气式战斗机一般采用不规则的形状。

　　随着现代航空技术的进步，新的飞行动力理论的应用，飞机机身的外形也呈现千姿百态，变化多端，如隐身战斗机所使用的机翼和机身融为一体的翼身融合体；除去机身和尾翼的飞翼；除去机翼的升力体机身；以汽车作为机身的汽车飞机等等。

机身的受力

机身的受力和机翼相似，也包括分布载荷和集中载荷，而以后者为主。集中载荷包括由机翼、尾翼和起落架等的固定接头传来的载荷，以及机身各部分的质量力。分布载荷则包括空气动力和机身结构本身的质量力。这些外力作用到机身使它承受剪力、弯矩和扭矩。这种情况与机翼相似。对于机身而言，其受力的特殊性有下列两点：

　　第一、机身上起主要作用的是各个集中载荷，如机翼的反作用力，尾翼的反作用力，设备舱、驾驶员及座椅、发动机的质量力等。至于分布载荷如由机身结构质量力而来的分布载荷和空气动力分布载荷则不是主要的；而在机翼上，起主要作用的是空气动力分布载荷。因为机身表面上作用的空气动力较小，机身结构本身的质量力也比较小。

　　第二、必须考虑机身的侧向水平载荷，因为这一载荷很大，同时机身沿水平方向的抗弯刚度又比机翼小得多，而且在受侧向载荷作用时，经常附带有扭转，这就更增加了受力的严重性。

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