【正文】 ? ? 有堅(jiān)固中央翼肋的后掠機(jī)翼，對(duì)中單翼飛機(jī)來說，由于它要占據(jù)機(jī)身很大的容積，因而很少采用，但這種結(jié)構(gòu)在水平尾翼上采用較多。其 區(qū)別僅在于單梁式機(jī)翼只有一根主梁將彎矩傳給中央翼肋 。 ? 對(duì)后梁來說，中央翼肋傳來的力是向上的，在機(jī)身側(cè)邊的接點(diǎn)處，產(chǎn)生一個(gè)向下的反作用力，這個(gè)力對(duì)后梁各截面的彎矩與外翼傳來的彎矩方向相反，因此后梁受力減小。翼梁根部受到這個(gè)力作用后，受力情況發(fā)生變化。 圖 2－ 65 ? 假設(shè)前后翼梁的后掠角均為 α，則 ? R l 1 － 2 = 2 M1 sinα + 2 M2 sinα= 2(M1 + M2) sinα ? 從上式可以得出 ? (2－ 28) ? 在傳力過程中，中央翼肋作用在前后翼梁腹板上的力，其數(shù)值等于翼梁腹板給中央翼肋的反作用力，但方向相反。 ? 兩邊機(jī)翼傳來的彎矩，在中央翼肋處相遇。 圖 2－ 64 ? 彎矩的傳遞卻有顯著差別。剪力和扭矩的傳遞情況與前面研究過的機(jī)翼結(jié)構(gòu)基本上相同。 ? 下面著重研究其中的雙梁式機(jī)翼 (圖 2－ 64)。 ? 圖 2－ 63 有斜撐梁的復(fù)合式后掠機(jī)翼的構(gòu)造 ? (四 )有堅(jiān)固中央翼肋的后掠機(jī)翼的結(jié)構(gòu)和受力特點(diǎn) ? 與有堅(jiān)固側(cè)邊翼肋的后掠機(jī)翼相比，這種機(jī)翼的主要特點(diǎn)在于：翼梁 (或其他縱向構(gòu)件 )在機(jī)身中央轉(zhuǎn)折，翼梁傳來的分彎矩由堅(jiān)固的中央翼肋承受。 圖 2－ 62 ? 但是，由于斜撐梁的后掠角，比有堅(jiān)固側(cè)邊翼肋的后掠機(jī)翼翼梁的后掠角小得多，因此，機(jī)身側(cè)邊承受的分彎矩也較小。但是，為了便于布置部件，這種機(jī)翼通常并不安裝堅(jiān)固的側(cè)邊翼肋。這樣，既可以獲得足夠大的起落架艙，又可以使斜撐梁受力較大的根部，仍然處在機(jī)翼厚度較大的部位。)，使梁的高度增大，以減輕結(jié)構(gòu)重量，則起落架艙就太?。? ? 如果為了擴(kuò)大起落架艙而將斜撐梁后移 (圖 2－62中 6一 3)，則由于機(jī)翼后部較薄，梁的高度較小，結(jié)構(gòu)重量必然加大。 一 4段承受的彎矩較??；此外，縱梁要通過支點(diǎn) 5和 6把作用力傳給斜撐梁和翼梁，使它們承受附加載荷。由于縱梁的 5一 4段很短，不容易產(chǎn)生彎曲變形，因此它對(duì)加強(qiáng)翼肋的支持比較有力。 圖 2－ 60 ? 有的后掠機(jī)翼采用縱梁來支持加強(qiáng)翼肋 (圖 2－ 61)。 圖 2－ 59 ? (3)根部翼梁有轉(zhuǎn)折角的結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn) ? 翼梁向前轉(zhuǎn)折一個(gè)角度 θ(圖 2－ 60)以后，機(jī)翼根部剪力和扭矩的傳遞情況，仍然與前面所述的相同，只是彎矩的傳遞有所不同。） ? 在上述載荷作用下，斜撐梁各截面的剪力為 ? Q 十 R 一 R扭 ， ? 根部截面的剪力則為 Q十 R。 圖 2－ 58 ? ④ 斜撐梁 ? 作用在斜撐梁 3點(diǎn)處的力 (圖 2－ 59)有 ： ? a．剪力 Q （向上） ? b． R （向上） ? c． R扭 （向下） ? （在離固定端很近的 139。 處為零，與加強(qiáng)翼肋連接的 4點(diǎn)處最大，等于 M 39。 平衡的，所以根部后墻各截面承受的剪力都等于支點(diǎn)反作用力 R扭 。 圖 2－ 57 ? ③ 后墻 ? 根部后墻承受的外力有：因機(jī)翼扭轉(zhuǎn)而引起的彎矩 M ‘ 、加強(qiáng)翼肋 4點(diǎn)處傳來的向上的作用力 ? R扭 和支點(diǎn) 1‘ 處向下的反作用力 R扭 (圖 2－ 58)。彎矩在根部鉸接點(diǎn) 2 處為零，在與斜撐梁連接的 3點(diǎn)處最大，等于 M彎 + M 39。 ） / l2 － 3 (2－ 27) ? 在上述外力作用下，根部翼梁各截面的剪力和彎矩如圖 2－ 57所示。支點(diǎn) 2和3的反作用力所形成的力偶是與上述載荷平衡的，即 ? R l2 － 3 = M彎 + M 39。 圖 2－ 56 ② 翼梁 ? 根部翼梁承受的載荷有：外端機(jī)翼傳來的彎矩 M彎 和因機(jī)翼扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的附加彎矩 M 39。圖 2－ 56表示加強(qiáng)翼肋受到使迎角減小的扭矩時(shí)的剪力圖和彎矩圖。 圖 2－ 55 ? (2)機(jī)翼根部各構(gòu)件的受力情況 ? ①加強(qiáng)翼肋 ? 加強(qiáng)翼肋是在傳遞扭矩時(shí)受力的。后墻受到作用力 R扭 后，根部“ 鉸接 ” 點(diǎn) 1 只能產(chǎn)生一個(gè)大小相等、方向相反的反作用力 (沒有反力矩 )。 ? ? 加強(qiáng)翼肋外端傳來的扭矩： ? 使加強(qiáng)翼肋的周緣承受扭轉(zhuǎn)剪流，并由加強(qiáng)翼肋的前后支點(diǎn)產(chǎn)生的反作用力偶矩 R扭 l3－ 4 來平衡 (圖 2－ 55(a))。 ? 在支點(diǎn) 2處，翼梁傳給機(jī)身一個(gè)向下的作用力 ? R彎 ，使機(jī)身隔框上的連接螺栓受到剪切作用 。 圖 2－ 54 ? ? 外翼傳來的彎矩，作用在翼梁緣條上，有使根部翼梁轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)。 ? 分析這種機(jī)翼根部結(jié)構(gòu)的受力時(shí)，仍不考慮機(jī)翼根部的空氣動(dòng)力，并且假設(shè)根部開有大的艙口(蒙皮不傳扭矩 )。 ? 圖 2－ 53 ? ? 有斜撐梁的后掠機(jī)翼，翼梁和后墻的根部接點(diǎn)都不能傳遞彎矩；斜撐梁與機(jī)身的連接點(diǎn)可以傳遞彎矩，但是它把全部彎矩都傳給了機(jī)身橫梁。 ? 加強(qiáng)翼肋的后端在 4點(diǎn)處由后墻支持，前端在3點(diǎn)處與翼梁的緣條和腹板相連。 ? 翼梁與機(jī)身隔框在 2點(diǎn)處鉸接。 扭矩的方向相反，側(cè)邊翼肋承受的載荷減小。 ? 機(jī)身隔框 ? 加強(qiáng)翼肋的扭矩 翼梁 ? 側(cè)邊翼肋 ? 由此可見，扭矩的傳遞與平直機(jī)翼也差不多。隨著機(jī)翼后掠角的增大，側(cè)邊翼肋所受的力也要隨之增大。 ? M 彎 cos α由橫梁承受，并與另一邊機(jī)翼傳來的同樣的分彎矩相平衡 。 ? 剪力的傳遞與在平直機(jī)翼中傳遞相同。為了研究方便，這里不考慮機(jī)翼根部的空氣動(dòng)力。 ? 圖 2－ 48 ? ? 在這種機(jī)翼上，加強(qiáng)翼肋以外的結(jié)構(gòu)和受力情況與平直機(jī)翼相同。 ? 翼梁與機(jī)身的隔框 (或橫梁 )是固接的； ? 加強(qiáng)翼肋的前部與翼梁腹板在 3點(diǎn)處相連，后部在 1點(diǎn)處與后墻腹板相連 。 ? （ 3） 有堅(jiān)固中央翼肋的后掠機(jī)翼 －機(jī)翼的翼梁在機(jī)身中央處轉(zhuǎn)折 (圖 2－ 47(c))，它的中央翼肋做得很結(jié)實(shí)。 ? （ 2） 有斜撐梁的后掠機(jī)翼 －機(jī)翼根部有一根強(qiáng)有力的大梁，而且這根大梁與機(jī)身上的橫梁 (或隔框 )在一直線上。 圖 2－ 46 ? 后掠機(jī)翼的受力特點(diǎn)，主要是由于機(jī)翼的翼梁(或其他縱向構(gòu)件 )在整個(gè)機(jī)翼中有轉(zhuǎn)折而引起的。 ? 優(yōu)點(diǎn)：蒙皮受壓穩(wěn)定性較好；制造方便。 ? 這種機(jī)翼很少被采用。 ? (一 )后掠機(jī)翼的分類 ? 按翼肋的安置方式可以分為： ? （ 1） 具有順流翼肋的后掠機(jī)翼 ? 翼肋順著氣流方向安置 (圖 2－ 46(a))。 ? 后掠機(jī)翼與平直機(jī)翼相比較： ? （ 1）它的外翼部分的結(jié)構(gòu)和受力情況與平直機(jī)翼是相同的 。因?yàn)闄C(jī)翼前緣部分較小，而后緣部分裝有襟翼、副翼，所以，為了便于計(jì)算，常假定扭矩只由機(jī)翼中部的上下蒙皮和翼梁腹板組成的合圍框承受 (圖 2－ 45(b))。因此，按照前述方法，可以求出前后梁腹板承受的剪力分別為： ? (2－ 21) ? Q后腹板 = Q － Q前腹板 ? 由于腹板截面上各點(diǎn)的剪應(yīng)力相差不大，可以認(rèn)為腹板截面上各點(diǎn)的剪應(yīng)力相等。 ? （ 1）雙梁式機(jī)翼中，剪力由前后梁腹板共同承受 (圖 2－ 44)。 ? δ蒙皮 —— 壁板上蒙皮的厚度。 ? F桁條 —— 每個(gè)桁條的截面積 。 ? ΣF緣條 —— 壁板上各緣條截面積之和 。 ? F受拉壁板 —— 受拉壁板的截面積 。 ? 如果桁條、蒙皮的材料與緣條的材料相同，對(duì)于受拉壁板就可以認(rèn)為其截面上各點(diǎn)的正應(yīng)力相等。因此， ? M 前梁 ： M后梁 ＝ F前緣條 H2 前梁 ： F后緣條 H2后梁 (2－ 14) ? 式中 F前緣條 、 F后緣條 —— 前、后梁緣條的截面積 ? H前梁 、 H后梁 —— 前、后梁的結(jié)構(gòu)高度。 ? 設(shè)前后梁承受的彎矩分別為 M 前梁 、 M后梁 則 ? M 前梁 十 M后梁 = M彎 (2－ 13) ? 彎矩是按前后梁的抗彎剛度分配給兩根翼梁的。主梁上、下緣條截面上的軸向內(nèi)力 N(壓縮內(nèi)力和拉伸內(nèi)力 )組成的內(nèi)力偶與 M彎 平衡 (圖 2－ 41(a))，即 ? M彎 ＝ N H主梁 ? ? 因此 N = M彎 / H主梁 （ 2— 11） ? 上式中， H 主梁 是上、下緣條截面面積中心之間的距離(圖 2－ 41(b))，叫做 翼梁的結(jié)構(gòu)高度 。 ? (一 )正應(yīng)力的近似計(jì)算 ? 1．梁式機(jī)翼 ? 近似計(jì)算時(shí)，忽略蒙皮、桁條承受軸向力的作用，而認(rèn)為彎矩引起的軸向力全部由翼梁的上、下緣條承受。通常用 η表示。 ? 計(jì)算所得的應(yīng)力，不應(yīng)超過構(gòu)件的破壞應(yīng)力。 ? 六、平直機(jī)翼應(yīng)力的近似計(jì)算 ? 機(jī)翼各截面承受彎矩、剪力和扭矩時(shí)，截面上要產(chǎn)生正應(yīng)力 σ和剪應(yīng)力 τ。把這些力產(chǎn)生的彎矩，通過縱向排列的鉚釘傳給上下緣條。蒙皮將扭矩傳給與機(jī)身接合的周緣螺釘或開口邊緣的加強(qiáng)翼肋。 ? 小結(jié) ? 機(jī)翼結(jié)構(gòu)中力的傳遞過程，可以簡(jiǎn)要?dú)w納如下 : ? 1．蒙皮上的局部空氣動(dòng)力，由桁條和直接同翼肋貼合的蒙皮傳給翼肋。這時(shí)，集中載荷由翼梁腹板和緣條直接傳給機(jī)身。修理這些部位時(shí)，也要特別注意保持其強(qiáng)度。 ? 當(dāng)飛機(jī)作劇烈的機(jī)動(dòng)飛行或粗猛著陸后，加強(qiáng)翼肋上的部件固定接頭，以及加強(qiáng)翼肋與腹板、蒙皮連接的鉚釘仍可能因受力過大而損壞。蒙皮和腹板受到翼肋傳來的作用力以后，再把它們傳給緣條和機(jī)身。翼肋受到集中載荷后，如前面所述的過程一樣，把這個(gè)載荷以剪流的形式按翼梁的抗彎剛度成比例地傳給各個(gè)腹板。 (二 )集中載荷的傳遞情況 ? 1．機(jī)翼上的集中載荷有： ? （ 1）部件的質(zhì)量力 ? （ 2）偏轉(zhuǎn)副翼和放下襟翼時(shí)產(chǎn)生的空氣動(dòng)力 ? （ 3）飛機(jī)接地時(shí)起落架受到的撞擊力等。因此，輔助翼梁的緣條、蒙皮和桁條承受的軸向力，最后都要逐步集中到主梁上去，全部由主梁傳給機(jī)身。蒙皮和桁條承受的軸向力，由前后粱梁的四個(gè)接點(diǎn)集中地傳給機(jī)身。 ?