借这个题做一下科普吧,介绍一下飞机机身的结构。
机身的结构形式分以下几类:

一.构架式机身

在早期的低速飞机上,机身的承力构架都做成四缘条的立体构架。

为了减小飞机的阻力,在承力构架外面,固定有整形用的隔框、桁条和布质蒙皮(或木制蒙皮),这些构件只承受局部空气动力,不参加整个结构的受力。

机身的剪力、弯矩和扭矩全部由构架承受。

其中弯矩引起的轴向力,由构架的四根缘条承受;垂直方向的剪力由构架两侧的支柱和斜支柱(或各对张线)承受;水平方向的剪力由上、下平面内的支柱、斜支柱(或张线)承受;机身的扭矩,则由四个平面构架组成的立体结构承受。

构架式机身的抗扭刚度差,空气动力性能不好,其内部容积也不易得到充分利用。

只有一些小型低速飞机机身采用构架式机身。

为什么飞机外壳都是一小块一小块拼接起来的?插图

二.硬壳式机身

硬壳式机身采用框架、隔框形成机身的外形,而蒙皮承受主要的应力。

硬壳式机身结构没有纵向加强件,因而蒙皮必须足够强以维持机身的刚性。

其主要问题是重量较重,现代飞机较少采用这种结构。

为什么飞机外壳都是一小块一小块拼接起来的?插图1

三.半硬壳式机身

为了使机身结构的刚度能满足飞行速度日益增大的要求,需要使蒙皮参加整个结构的受力。因此,目前的机身结构,广泛采用了金属蒙皮,并且将蒙皮与隔框、大梁、桁条牢固地铆接起来,成为一个受力的整体,通常称为半硬壳式机身。

在半硬壳式机身中,大梁和桁条用来承受弯矩引起的轴向力;蒙皮除了要不同程度地承受轴向力外,还要承受全部剪力和扭矩;隔框用来保持机身的外形和承受局部空气动力,此外,还要承受各部件传来的集中载荷,并将这些载荷分散地传给蒙皮。

为什么飞机外壳都是一小块一小块拼接起来的?插图2

1. 桁梁式机身

桁梁式机身由几根较强的大梁、较弱的桁条、较薄的蒙皮和隔框组成。机身弯曲时,弯矩引起的轴向力主要由大梁承受。蒙皮和桁条组成的壁板,截面积较小,受压稳定性较差,只能承受一小部分弯矩引起的轴向力。 桁梁式机身,由于采用了较强的大梁,因而可以开大的舱口而不会显著地降低结构的强度和刚度。

为什么飞机外壳都是一小块一小块拼接起来的?插图3

2. 桁条式机身

桁条式机身的桁条和蒙皮较强,受压稳定性好,弯矩引起的轴向力全部由上、下部的蒙皮和桁条组成的壁板受拉、压来承受。
由于蒙皮加厚,改善了机身的空气动力性能,增大了机身结构的抗扭刚度,所以与桁梁式机身相比,它更适用于较高速飞机。此外,桁条式机身的蒙皮和桁条,在结构受力中能够得到充分利用。但是,这种机身由于没有强有力的大梁,不宜开大的舱口,如果要开口,应必须在开口部位用专门构件加强。桁条式机身各构件受力比较均匀,传递载荷时必须采取分散传递的方法,因而机身各段之间都用很多接头来连接。

为什么飞机外壳都是一小块一小块拼接起来的?插图4

现在常见的歼击机基本都是半硬壳式结构中的桁梁式,民航机型基本都属于半硬壳式结构中的桁条式。
参考:
http://wenku.baidu.com/view/c5ec0cd4b9f3f90f76c61be8.html
http://baike.baidu.com/view/524381.htm

— 完 —

本文作者:skywalkerhan

【知乎日报】
你都看到这啦,快来点我嘛 Σ(▼□▼メ)

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