[科普中国]-飞行器构件

简介

飞行器（flight vehicle）是在大气层内或大气层外空间（太空）飞行的器械。飞行器构件指的是组成飞行器的各个部件。各个构件对飞行器的完整性、飞行器的顺利运行起到重大作用，每个构件都有其特殊的作用，构成飞行器的整体，缺一不可。

分类根据飞行器的类型：航空器、航天器、火箭和导弹。飞行器构件分为如下几类：

航空器构件主要介绍飞机的各个部件。飞机的装配是按构造特点分段进行的，首先将零件在型架中装配成翼梁、框、肋和壁板等构件，再将构件组合成部段（如机翼中段、前缘，机身前段、中段和尾段等）1。最后完成一架飞机的对接。

机翼是飞机最主要的部件之一，其主要功用是产生升力。同时机翼内部可以用来装置油箱和设备等；在机翼上还安装有改善起降性能的增升装置和用于飞机侧向操纵的副翼；很多飞机的起落架和动力装置也固定在机翼上。

翼梁是最强有力的纵向构件，承受全部或大部分的弯矩和剪力。翼梁由缘条、腹板和支柱等组成，剖面多为工字型。翼梁固支在机身上。

纵墙与梁的区别在于缘条很弱且不与机身相连，也即纵墙与机身铰接。纵樯通常布置在机翼的前缘或后缘，与机翼上下蒙皮相连，形成一封闭的盒段以承受扭矩。

蒙皮通常用硬铝板材制成，用铆钉或粘接剂固定于纵横向骨架上，形成光滑的表面。空气动力直接作用在蒙皮上。

翼肋形成并维持剖面之形状；并将纵向骨架与蒙皮连成一体；把由蒙皮和桁条传来的空气动力载荷给翼梁。

目前大型飞机的扰流片大多是安装在机翼上表面襟翼之前的可偏转小片。

起落架是供飞机在起降滑跑、地面滑行、停放和移动时支持飞机重量、承受相应载荷、吸收和消耗着陆时的撞击能量的装置。

飞机上主要起减震作用的是专门的减震器，而现代民用飞机采用的基本上都是油气式减震器。

起落架刹车装置的主要功用掣动机轮，把飞机的滑跑动能转变为摩擦热能耗散；此外，主起落架机轮的单边刹车可以协助飞机滑行转弯以纠正滑行方向；而飞机在起飞前开大车、地面维修试车、飞机固定停放等均需要使用刹车装置。

航天器部件卫星的基本结构：承力结构、外壳、安装部件、天线结构、太阳能电池阵、卫星稳定结构。

载人飞船一般由轨道舱、服务舱、对接舱和乘员返回舱等组成。

火箭和导弹部件火箭一般由头部、头部整流罩、氧化剂贮箱和燃料（燃烧剂）贮箱、仪器舱、级间段、发动机推力结构、尾舱等部分组成，需要分离的部位有分离连接装置。

导弹有战斗部系统、动力系统、制导系统和弹体几部分组成。

常用航天器部件材料钛合金在航空工业中的应用主要是制作飞机的机身结构件、起落架、支撑梁、发动机压气机盘、叶片和接头等；在航天工业中，钛合金主要用来制作承力构件、框架、气瓶、压力容器、涡轮泵壳、固体火箭发动机壳体及喷管等零部件。

陶瓷材料的高温性能虽好，但其脆性大。改善陶瓷材料脆性的方法包括相变增韧、微裂纹增韧、弥散金属增韧和连续纤维增韧等。陶瓷基复合材料主要用于制作飞机燃气涡轮发动机喷嘴阀，它在提高发动机的推重比和降低燃料消耗方面具有重要的作用。

碳－碳复合材料是由碳纤维增强剂与碳基体组成的复合材料。碳－碳复合材料具有比强度高、抗热震性好、耐烧蚀性强、性能可设计等一系列优点。碳－碳复合材料的发展是和航空航天技术所提出的苛刻要求紧密相关。

金属基复合材料可用于大口径尾翼稳定脱壳穿甲弹弹托，反直升机 / 反坦克多用途导弹固体发动机壳体等零部件，以此来减轻战斗部重量，提高作战能力。

目前，在国际上有代表性的低合金超高强度钢300M，是典型的飞机起落架用钢。此外，低合金超高强度钢D6AC是典型的固体火箭发动机壳体材料。超高强度钢的发展趋势是在保证超高强度的同时，不断提高韧性和抗应力腐蚀能力。