03.03 民航客機燃油箱由機翼的基本結構組成,那麼蒙皮怎樣來承受幾十噸的燃油重量呢?

詩莫顏


民航機的油箱目前主要有機身油箱和機翼油箱兩種,以常見的空客A320系列為例(下圖),機翼油箱主要集中設置在機翼根部,這裡機翼翼型相對厚度較大,可以方便的容納機翼油箱;機身油箱主要集中在機翼和機身交匯處,這裡靠近飛機的重心,油箱設置在這裡,對於飛行中保持縱向穩定性具有重要意義,此外,為了防止人員運輸和貨物運輸過程中帶來的重心前後變動,在機身中央油箱的前後位置還分別額外設置了兩個機身油箱,這樣就可以通過油泵來調節這三處油箱的重量,從而有利於全機重心調節。

接下來回答一下機翼承載的問題,首先就要糾正一下,機翼蒙皮並不承受機身油箱的重量,在飛機結構力學方面,蒙皮主要承受空氣摩擦而產生的剪切應力,並且負責將分散的氣動力傳遞到飛機機翼的翼肋、樑上,真正承受飛機重量的是機翼的主樑(下圖)。

在航空工業中,飛機機翼蒙皮主要以輕質航空鋁合金加工而成,現在也有采用碳纖維複合材料的。但是在機翼主樑的加工方面,主要使用不鏽鋼,這樣才可以挑起整個飛機的重量,確保結構強度和剛度的要求。


這個問題呢就回答到這裡吧。

如想了解更多軍事、航空知識,請關注“老鷹航空”,老鷹航空堅持原創回答,不做任何文字性抄襲;回答中引用的部分圖片素材來自互聯網,如侵則刪;他人請勿抄襲,發現必舉報。


老鷹航空


蒙皮不承受多少重量,機翼油箱確實有幾十噸重,如果靠薄薄的蒙皮來承受,肯定是不行的。

機翼整體油箱和機身的結合靠的是一組傳力鉸支點,支撐起機翼整體油箱和機翼上吊掛的發動機重量。鉸支點用大螺栓連接,機翼和機身就是靠許多組大螺栓對接到一起。

鉸支點又分為傳彎和傳剪兩種,傳彎支點在中間,傳剪支點在前後兩側,至於一個機翼有幾個支點,這就需要精確的計算。機翼與機身處的蒙皮不承受載荷,又叫翼身整流蒙皮,維持飛機氣動外形的完整而已。




鉸支點你可以想象成人手臂和肩膀處的關節,承受載荷、重量靠的是骨骼和關節,蒙皮相當於人的皮膚,起不了多少作用。

機翼的蒙皮主要起密封作用,把整個機翼包圍成一個完整的腔體,用來容納燃油。只要不漏就行了,現在的機翼整體油箱外面的蒙皮大都採取複合材料一次整體成型,密封性比用鉚釘強多了,一般也不會漏油。



至於材料的選擇和測試就是比較專業的問題了,現在飛機蒙皮一般都用碳纖維材料製造,質量輕,強度高,比強度是鋼材的好幾倍,完全不必要擔心!

想一想高層建築的消防水箱,薄薄的一層玻璃鋼容納幾十立方米的水也有幾十噸重,一點問題也沒有。


一坑四彈


民航客機一般有3處油箱,機體內有1個油箱,兩翼各1個油箱。機體內的中央油箱能夠裝最多的燃油,每邊的機翼油箱總和可以和和中央油箱差不多。機翼油箱可不是直接把機翼拿來做油箱,裡面還有單獨的油箱結構。而機翼也不是看上去那麼一層蒙皮,裡面是有橫縱梁結構的。由於有空氣力學要求,所以機翼有形變的餘度。民航客機機翼由於不像戰鬥機那樣需要做花哨的動作,需要承重,因而結構異常堅固。想想看客機的機翼還要掛載沉重的發動機呢!

客機的機翼是下單翼,直接和機身內部承重梁相連。本身這種形式承重能力就好。油箱是單獨的一個結構,蒙皮只是覆蓋件,起整流作用,主要支撐和承重其實是由內部梁骨結構提供的。機翼油箱雖然裝載大量燃油,但是均勻分佈的,不是全壓在一處。所以每平方米壓力不算大。分佈算比中央油箱的壓力小的多。機翼油箱對翼根結合處的結構影響最大。所以此處有結構強化。機翼加裝燃油後會有弧度變化,看翼尖就能發現。加滿油後會下垂。

客機的機翼使用先進的航空材料,並且有針對結構設計做出的優化。機翼承重看上去壓力很大,但材料和結構足以支撐。不要忘了,機翼升空後是有升力的,這個升力相當於托起飛行中的機翼。所以空中飛行時客機的機翼升力大於重量。客機的材料選擇都是最先進的,現在機翼的蒙皮傾向採用複合材料,承重結構依然採用金屬材料。設計之初整個飛機都有承載餘量,實際使用的運載量是低於最高設計值的,所以結構安全性是一定保證的。


紫龍防務觀察


結構力學好好學,就不會有這個問題了。我為大家簡單分析下。


1、機翼的組成

機翼結構的主要零部件是翼肋、翼梁、前後牆、桁條以及蒙皮。起飛過程中,氣動力作用於蒙皮表面。

2、傳力的路徑

1)氣動力的傳遞

A、氣動力首先作用於蒙皮上,通過連接將氣動力傳遞到了翼肋和桁條上。

B、桁條於翼肋連接,又將載荷傳遞翼肋上。

C、翼肋又將載荷傳到蒙皮和翼梁腹板上。這裡載荷又回到了蒙皮,但是形式上卻完全不一樣。初始蒙皮受的是分佈垂直於蒙皮厚度的壓載荷,而傳回來後的載荷變成了沿著蒙皮方向的剪切載荷。

D、最後,載荷主要又翼梁承受。

大體的傳力路徑如下圖。由此可見,最後的力都要有大梁來承受。

2)重力的傳遞

包括油箱,都與翼梁直接連接,重力由翼梁直接承受。

3、薄薄的蒙皮承受燃油重量?

答案是不存在。燃油存放於油箱之中,油箱與飛機結構,特別是機翼主承力結構翼梁直接連接。所以,燃油的重量全部由翼梁承擔。


力學Nerd王小胖


我是雪松,我來回答你的問題:飛機,尤其是客機龐大身軀不僅需要輕硬蒙皮更有堅實骨架支撐,否則如何維持高空內外氣壓及幾十幾百噸油量承載。


分享到:


相關文章: