机身结构工程问题，F-35的全硬壳结构为何？

来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/30 13:27:27
F-35据说使用了全硬壳结构，那么什么是全硬壳结构？和半硬壳比，好处在哪里？似乎二战后的喷气飞机大多数都是半硬壳结构，怎么到了F-35反而变回了全硬壳结构？看过其生产线上的系列照片，貌似也有内部的纵向与横向的板梁和隔框，这样蒙皮并非支撑战机内部设备？这样硬壳又是什么呢？还请方家科普。F-35据说使用了全硬壳结构，那么什么是全硬壳结构？和半硬壳比，好处在哪里？似乎二战后的喷气飞机大多数都是半硬壳结构，怎么到了F-35反而变回了全硬壳结构？看过其生产线上的系列照片，貌似也有内部的纵向与横向的板梁和隔框，这样蒙皮并非支撑战机内部设备？这样硬壳又是什么呢？还请方家科普。
在结构设计上F-35没有采用第三代战斗机普遍的以梁、肋和衍条作为主要承力结构的半硬壳结构，而是采用依靠厚度和强度比较大的蒙皮和机身结构共同作为主承力件的特殊硬壳式结构。采用此硬壳结构的F-35 在飞机结构设计上应用了由外而内的设计方式，充分利用复合材料较好的制造公差特性和表面连续性，有效减少飞机摩擦阻力并降低雷达反射而积。厚度较大的复合材料蒙皮另一个优点是可以承受很大的气动载荷，这样此可以增加机体内部支撑框架的间隔以优化、改善飞机内部的结构设计环境。该机内部结构中的承力框架间隔由F-16的125毫米提高到510 毫米，降低了重量的同时也明显增加了飞机内部的有效使用空间。为了对框架和蒙皮间的空隙和复合材料中的蜂窝结构进行密封和固化，F-35的内部采用了一种合成饱沫材料，以保证使用尽全少的结构重量来保持飞机结构完整性和强度。除于复合材料，制造F-35所用的金属材料中，除了铝合金和钛合金外，还在部分翼梁和框架结构上采用了铝锂合金，相比铝合金，铝锂合金寿命有了很大提高而且降低了结构重量。
在想若是直接打印出一个整体机身不知道如何。。。
复合材料好像维修比较困难。不能像金属材料一样焊接。
其实就是厚蒙皮承力好点……
南极沙漠 发表于 2013-11-27 11:09
复合材料好像维修比较困难。不能像金属材料一样焊接。
维修无所谓，整体更换好了，难的是探伤，复合材料各向异性，在无损探伤上非常头痛
godmist 发表于 2013-11-27 10:52
在结构设计上F-35没有采用第三代战斗机普遍的以梁、肋和衍条作为主要承力结构的半硬壳结构，而是采用依靠厚 ...
最好能结合图来看看
kulbit 发表于 2013-11-27 11:19
其实就是厚蒙皮承力好点……
估计靠谱。
pl18 发表于 2013-11-27 11:01
在想若是直接打印出一个整体机身不知道如何。。。
臭鼬的全复合材料一次成型制造的机体已经试飞快五年了

http://lt.cjdby.net/forum.php?mod=viewthread&tid=628254


科普了                              
飞机一般都是半硬壳式设计
第一代战斗机以米格-15和F-86等为代表机型，其机体结构采用以铝合金和钢为主的金属半硬壳式结构；第二代以米格-21和F-4为代表机型，机体材料主要是铝合金和高强度钢，出现了整体壁板、金属蜂窝等轻质结构形式；以苏-27、F-16和“幻影”2000等为代表的第三代战斗机，钛合金、铝锂合金等先进轻质材料的用量明显增加，复合材料开始应用，框、梁、壁板等主体结构多采用整体构件；以F-22、F-35和T-50为代表的第四代战斗机，机体材料中铝合金的比例显著下降，而比强度、比刚度更高的复合材料、钛合金等材料用量大幅上升，其机体采用隐身、内埋武器舱、S形进气道、翼身融合、稀隔框、厚蒙皮、多墙（梁）机翼等新型结构，其设计寿命由三代机的3000飞行小时增加到6000～8000飞行小时。
该用户只能删除 发表于 2013-11-27 11:35
维修无所谓，整体更换好了，难的是探伤，复合材料各向异性，在无损探伤上非常头痛
大胆猜想一下，要解决这种问题要靠制造成型时就在各向异性材料里嵌入类似末梢神经的微型传感器来解决，或者不是传感器，而是与复材结合的容易探测到的海绵状金属结构
kulbit 发表于 2013-11-27 17:33
第一代战斗机以米格-15和F-86等为代表机型，其机体结构采用以铝合金和钢为主的金属半硬壳式结构；第二代以 ...
其实，F-35为了降低成本，铝锂合金的使用量远大于钛合金。
plebeian 发表于 2013-12-12 09:37
其实，F-35为了降低成本，铝锂合金的使用量远大于钛合金。
铝锂合金会不会很易燃？
昆虫都是外骨骼，是不是跟昆虫学的
H7N9 发表于 2013-12-12 10:38
铝锂合金会不会很易燃？
估计没有钛合金在高温下易燃
plebeian 发表于 2013-12-12 10:54
估计没有钛合金在高温下易燃
为什么？铝和锂的燃点都比钛低很多的
H7N9 发表于 2013-12-12 11:18
为什么？铝和锂的燃点都比钛低很多的
合金的特性怎么能这么看……
复合材料好像维修比较困难。不能像金属材料一样焊接。
飞机上一般铆接，或者用螺钉。
nyplacnew 发表于 2013-12-12 12:58
合金的特性怎么能这么看……
好吧，但钛也是用钛合金的，燃点是多少呢？

谁知道飞机用的钛合金和铝锂合金的性能参数？
就像汽车的承载式和非承载
plebeian 发表于 2013-12-12 09:37
其实，F-35为了降低成本，铝锂合金的使用量远大于钛合金。
一个显著下降一个显著上升，不代表彼此比例就易位了。。。
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