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飛行員航空知識手冊

第一章 - 飛機結構

摘要：飛機結構是第一章，主要講述了飛機的機身，機翼，尾翼，起落架，和發動機這幾個主要結構部分。
根據美國聯邦法規全書(CFR)第14篇第一部分的定義和縮寫，飛行器(Aircraft)是一種用于或者可用于飛行的設備。飛行員執照的飛行器分類包括飛機(Airplane)，直升機，氣球類(lighter-than-air)，動力升力類(powered-lift)，以及滑翔機。還定義了飛機(Airplane)是由引擎驅動的，比空氣重的固定翼飛行器，在飛行中由作用于機翼上的空氣動態反作用力支持。本章簡單介紹飛機和它的主要組成部分。
主要組成部分
盡管飛機可以設計用于很多不同的目的，大多數還是有相同的主要結構。它的總體特性大部分由最初的設計目標確定。大部分飛機結構包含機身，機翼，尾翼，起落架和發動機。

機身
機身包含駕駛艙和/或客艙，其中有供乘客使用的坐位和飛機的控制裝置。另外，機身可能也提供貨艙和其他主要飛機部件的掛載點。一些飛行器使用開放的桁架結構。桁架型機身用鋼或者鋁質管子構造。通過把這些管子焊接成一系列三角形來獲得強度和剛性，成為桁架結構。圖1-2就是華倫桁架。

華倫桁架結構中有縱梁，斜管子和豎直的管子單元。為降低重量，小飛機一般使用鋁合金管子，可能是用螺釘或者鉚釘通過連接件鉚成一個整體。
隨著技術進步，飛行器設計人員開始把桁架單元弄成流線型的飛機以改進性能。在最初使用布料織物來實現的，最終讓位于輕金屬比如鋁。在某些情況下，外殼可以支持所有或者一主要部分的飛行載荷。大多數現代飛機使用稱為單體橫造或者半單體構造的加強型外殼結構。
單體橫造設計使用加強的外殼來支持幾乎全部的載荷。這種結構非常結識，但是表面不能有凹痕或者變形。這種特性可以很容易的通過一個鋁的飲料罐來演示。你可以對飲料罐的兩頭施加相當的力量管子不受什么損壞。然而，如果罐壁上只有一點凹痕，那么這個罐子就很容易的被扭曲變形。實際的單體造型結構主要由外殼，隔框，防水壁組成。隔框和防水壁形成機身的外形。如圖1－3

由于沒有支柱，外殼必須足夠的堅固以保持機身的剛性。這樣，單體造型結構有一個重要的問題，在保持重量在允許的范圍內同時要維持足夠的力量。由于單體設計的限制，今天的大多數飛機使用半單體造型結構。
半單體造型結構使用飛機外殼可以貼上去的亞結構，亞結構由隔框和不同尺寸的防水隔壁以及桁條組成，通過來自機身的彎曲應力來加固加強的外殼。機身的主要部分也包括機翼掛載點和防火隔板。如圖1－4

在單引擎飛機上，引擎一般附加在機身的前端。在引擎后面和駕駛艙或客艙之間有防火部分以保護飛行員或乘客受到引擎火焰的傷害。這部分稱為防火隔壁，一般由阻熱材料如不銹鋼制成。
機翼
機翼
機翼是連接到機身兩邊的翅膀，也是支持飛機飛行的主要升力表面。很多飛機制造商設計了多種不同的機翼樣式，尺寸和外形。每一種都是為了滿足特定的需要，這些需要由具體飛機的目標性能決定。下面的章節將解釋機翼是如何獲得升力的。

機翼可以安裝在機身的上，中 或較低部分，分別稱為高翼，中翼，低翼設計。機翼的數量也可以不同。有一組機翼的飛機稱為單翼機，有兩組機翼的飛機稱為雙翼飛機或者復翼飛機。如圖1－5