为什么飞机外壳采用小块拼接的方式？

Answer 1

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。

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。

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。

Answer 2

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。1、加工制造方便。目前飞机制造普遍采取分段制造，然后整体拼接的方式，因此外蒙皮必须沿飞机纵向分成一段段制造，而对于圆周方向如果采取单块弯曲成型难以保证与飞机框架完全贴合，同时如果单块蒙皮弯曲的弯度过大，将导致加工变形过程中残余应力过大，容易引起应力腐蚀和疲劳强度下降，通常单块蒙皮弯曲程度不宜大于120度，所以现代民航机的蒙皮沿纵向单块一般不超过10米，沿周向不超过弧度100度。

Answer 3

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。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。