飛機機身

概述

飛機機身的功用主要是裝載人員、貨物、燃油、武器、各種裝備和其他物資，它還可用于連接機翼、尾翼、起落架和其他有關的構件，并把它們連接成為一個整體。

　　按照機身的功用，首先在使用方面，應要求它具有盡可能大的空間，使它的單位體積利用率最高，以便能裝載更多的人和物資，同時連接必須安全可靠。應有良好的通風加溫和隔音設備；視界必須廣調，以利于飛機的起落。

　　其次在氣動方面，它的迎風面積應減小到最小，表面應光滑，形狀應流線化而沒有突角和縫隙，以便盡可能地減小阻力。

　　另外，在保證有足夠的強度、剛度和抗疲勞的能力情況下，應使它的重量最輕。對于具有氣密座艙的機身，抗疲勞的能力尤為重要。

機身的形式

飛機機體的型式一般有機身型、船身型和短艙型，機身型是陸上飛機的機體，水上飛機機體一般采用船身型，至于短艙型則是沒有尾翼的機體。短艙型包括雙機身和雙尾撐。

　　另外，二戰中還有一種偵察/轟炸飛機，介于雙機身和雙尾撐形式之間：一側機身有座艙，另一側機身則連接尾翼，這種不對稱布局在飛機上較少見。

機身的外形

機身的外形和發動機的類型、數目及安裝位置有關。例如活塞發動機螺旋槳式飛機的機身，就與噴氣式發動機飛機的機身有所不同。

　　從機身外形來看，不外乎側面形狀和剖面形狀兩種。側面形狀一般為拉長的流線體。現代飛機的側面形狀受到駕駛艙的很大影響。有的駕駛艙平滑地露于氣流之中，有的則埋藏在機身之內，前者多用于中小型飛機，后者多用于大型飛機。

　　現代超音速戰斗機根據跨音速飛行的阻力特點，首先采用了跨音速面積律，即安裝機翼部位的機身截面適當縮小，形成蜂腰機身；其次它的機頭往往做得很尖，或者在頭部用空速管作為激波桿，遠遠地伸出在迎面氣流之中。這也有助于削弱激波的強度，減小波阻；第三是隨著速度的不斷增長，飛機機身的“長細比”不斷增大，即用細而長的旋轉體作機身。現代超音速飛機機身的長細比已超過10。所謂長細比即是機身長度與機身剖面的最大直徑的比值，這一比值越大，則機身越細越長。而且隨著速度的提高，飛機機身相對于機翼尺寸也越來越大。

　　還有些超音速飛機為了減小阻力，盡量將駕駛艙埋藏于機身外形輪廓線之內。這樣就使得飛機在著陸時座艙視界大大惡化。為了改善這種情況，就將機頭做成活動的，著陸時可以下垂。例如“協和”號超音速旅客機機頭就可下垂17.5度。其機頭可有三種狀態。超音速飛行時，機頭呈流線形；亞音速飛行時，檔整流罩放下，以擴大駕駛員的視界；進場和著陸時則全部下垂，駕駛員視界就更擴大了。

　　常用的機身剖面形狀有圓、橢圓、方、梯形等，這些形狀適用于不同用途及速度范圍的飛機。例如低速飛機可用方形，而具有氣密座艙的高亞音速大型客機，則多用圓形或橢圓形。噴氣式戰斗機一般采用不規則的形狀。

　　隨著現代航空技術的進步，新的飛行動力理論的應用，飛機機身的外形也呈現千姿百態，變化多端，如隱身戰斗機所使用的機翼和機身融為一體的翼身融合體；除去機身和尾翼的飛翼；除去機翼的升力體機身；以汽車作為機身的汽車飛機等等。

機身的受力

機身的受力和機翼相似，也包括分布載荷和集中載荷，而以后者為主。集中載荷包括由機翼、尾翼和起落架等的固定接頭傳來的載荷，以及機身各部分的質量力。分布載荷則包括空氣動力和機身結構本身的質量力。這些外力作用到機身使它承受剪力、彎矩和扭矩。這種情況與機翼相似。對于機身而言，其受力的特殊性有下列兩點：

　　第一、機身上起主要作用的是各個集中載荷，如機翼的反作用力，尾翼的反作用力，設備艙、駕駛員及座椅、發動機的質量力等。至于分布載荷如由機身結構質量力而來的分布載荷和空氣動力分布載荷則不是主要的；而在機翼上，起主要作用的是空氣動力分布載荷。因為機身表面上作用的空氣動力較小，機身結構本身的質量力也比較小。

　　第二、必須考慮機身的側向水平載荷，因為這一載荷很大，同時機身沿水平方向的抗彎剛度又比機翼小得多，而且在受側向載荷作用時，經常附帶有扭轉，這就更增加了受力的嚴重性。

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