第三章 副翼及尾翼结构和受力分析
1
§3－1
副翼的结构和受力分析
?
一、副翼的功用
使机翼产生滚转力矩，以保证飞机具有横侧操纵性。
位置：机翼后缘外侧、机翼后缘内侧的。
对副翼的要求:
结构具有足够的抗扭刚度；
副翼偏转时产生的枢轴力矩较小。(副翼上的空气动力对转轴的力矩)
这样，可使飞行员操纵省力，而且还可以减小副翼结构所承受的扭矩。
2
二、副翼的构造
1.副翼的构造
3
副翼通常由翼梁、翼肋、蒙皮和后缘型材组成，图3－1(a)。
副翼一般都做成没有桁条的单梁式结构（图3-1）。
翼梁－腹板式梁、管形梁翼肋－开有减轻孔
蒙皮－现代高速飞机采用金属蒙皮
低速飞机采用金属和布质蒙皮(图3－1(b))。
后缘型材
通常在接头开口部位装有斜翼肋(图3－1(c))，用斜翼肋、加强板和翼梁组成的盒形结构来承受开口部位的扭矩。
4
2．副翼与机翼连接
通常采用两个以上的副翼接头与机翼相连。连接的副翼接头中，至少应有一个接头是沿展向固定的，其余的接头沿展向应是可移动的。
用多接头固定的副翼，在飞行中会由于机翼变形，使副翼转轴的轴线变弯，而影响操纵的灵活性，甚至发生卡滞现象。
为了解决这一矛盾，有些飞机采用了分段的副翼，它的每一段都独立地连接在机翼后缘的支架上，而各段的翼梁则用可以传递扭矩的万向接头或铰接接头连接起来。
5
图3-2所示为副翼与机翼的典型的连接型式。在机翼加强肋的后部与机翼后梁（或墙）的连
接处，安装有若干个支臂，每个支臂上装有一个过渡接头。
在副翼的大梁上装有相应个数的双耳片接头。副翼通过这些耳片接头将其悬挂到机翼的支臂上注意:每个操纵面除一个接头完全固定外，其余
接头都有设计补偿，以便于安装和保证运动协调操纵副翼偏转的作动筒，其作动杆与副翼耳片接头的下耳片连接固定。当副翼操纵作动筒动作时就使副翼绕轴心N偏转。
6
图3-2副翼连接形式
7
三、作用在副翼上的外载荷
在飞行中，副翼象一根固定在机翼上的多支点梁一样承受外部载荷。
作用在副翼上的外载荷有（图3－3）：
空气动力q
操纵力T
支点反作用力R（本例为：R1、R2、R3）注：由于副翼的质量力很小，在受力分析中可以忽
略不计。
8
3
3
副翼空气动力载荷的大小与副翼面积、副翼偏转角度和飞行速度有关（成正比）。
副翼面积越大、副翼偏转角度越大和飞行速度越快，则副翼上所受空气动力载荷就越大。
空气动力载荷沿弦向按梯形分布，沿展向与副翼弦长成正比，如图3－4所示。
10
4
11
副翼在装有支点的横截面上承受的剪力最大、
弯矩最大；
在操纵摇臂部位 扭矩最大。
这些部位的结构虽然有所加强，但由于副翼的截面积沿展向变化不大，难以按等强度原则来进行加强，所以，上述部位的强度仍然比其他部位富裕得少些，维护时必须注意检查。
12
四、副翼结构中力的传递
空气动力在副翼结构中的传递情况与在机翼结构中的传递情况相似：
机翼
空气动力→蒙皮→翼肋→翼梁腹板剪力由梁腹板承受；
弯矩由梁缘条和有效宽度的蒙皮承受；扭矩由闭周缘蒙皮承受。
13
5
五、副翼的剪力、弯矩和扭矩图
图3－6给出了三支点情况下副翼结构的剪力、弯矩和扭矩图。
副翼在装有支点的横截面上承受的剪力、弯矩最大；在操纵摇臂部位扭矩最大。
15
6
16
六、副翼结构的总体应力
如前所述，扭矩由闭周缘蒙皮承受。因此，蒙皮内的剪应力为
τ＝Mk/（2Fδ1） （3—1）式中 Mk—扭矩
F—周缘蒙皮所围闭室面积;
δ1—蒙皮厚度。梁腹板的剪应力为
(3－2)
式中 H—梁的高度
δ2—梁腹板的厚度。
17
梁缘条的正应力为
18
(3－3)
式中 F—考虑附加蒙皮在内的缘条横截面积。
§3－2 襟翼、缝翼和减速板的结构
19
襟翼和缝翼是附于机翼的增升装置；
减速板和扰流板为附于机翼的阻力装置。它们主要用于改善飞机的起飞和着陆性能。
一、襟翼
普通襟翼襟翼 开缝襟翼
克鲁格襟翼
下面介绍典型的开缝襟翼的构造。
如图3－7所示为带有导流板的开缝式襟翼的结构。其主要构件包括襟翼、导流板、滑板和收放机构。导流板是固定在襟翼前面，并在此形成特形缝隙。
当襟翼偏转时，在机翼后部、导流板和襟翼之间可形成特形双缝隙，从而能获得较大的升力。
20
图3-7
开缝式普通襟翼结构
21
该型襟翼大梁剖面一般为工字形，其上安装了用以固定滑板和收放机构的支臂。
滑轨是钢制弧形工字型材，它通过支臂和撑杆连接到机翼的后梁和加强肋上。
滑轨缘条的表面进行了磨削和镀铬处理。这种滑板和滑轨结构最简单、也最可靠，因而得到了广泛应用。
导流板由隔板、蒙皮和尾部桁条组成。隔板由带缘条的腹板组成。
导流板通过安装支座固定在襟翼上。
22
滚珠螺杆式收放机构由传动装置驱动，并通过襟翼大梁上的支臂与襟翼