機身
機身(fuselage) 飛機上用來裝載人員、貨物、武器和機載設備的部件。它將機翼、尾翼、起落架等部件連成一個整體。在輕型飛機和殲擊機上,還常將發動機裝在機身內。
直接作用在機身上的氣動載荷較小,飛行中主要的載荷是機身內各裝載物的慣性力和機翼、尾翼接頭傳來的力。從結構上看,機身好像一根中部支持在機翼上的懸臂樑,在裝載物慣性力和尾翼集中力作用下兩端向下彎曲(正過載時)。在垂直尾翼側力作用下,機身在水平方向也產生彎曲,但比垂直方向小得多。垂直尾翼側力對後機身有較大的扭轉作用。飛機在地面滑行和著陸時,地面的撞擊也會使機身受載,如前輪受到側向撞擊就會使前機身受扭。
定義
單獨機身升力是指單獨存在的機身的升力。
升力
任何氣動布局下機身都能產生升力,只是一般情況下產生的升力較小。這裡面有一個誤區,很多人以為只有不對稱翼型才能產生升力,實際上是錯誤的。只要有足夠的速度,迎角和面積,任何剖面形狀都能產生足夠的升力,這就是所謂的“只要推力大,磚頭都能飛”。只不過在亞聲速條件下不對稱流線型翼型產生的升力係數最大。在超聲速飛行時,機身產生的升力貢獻比例更大。
如果機身十分細長,根據無粘流的細長體理論,小迎角時機身沿縱向單位長度的升力分布與機身橫截面積沿縱向的變化率成正比。因此,在亞聲速有迎角時,機身頭部產生升力,柱形中部不產生升力,尾部有負升力。所以單獨機身的總升力很小,但頭部升力與尾部負升力構成了相當大的不穩定力矩,需要用安定面平衡這種不穩定力矩。超聲速時,由於氣流在機身頭部之後的背風面上繼續膨脹,柱形中部也有相當大的升力。50年代以來出現了許多較為完善的理論方法,特別是數值計算方法,可用以計算繞機身的無分離流動問題。
機翼與機身之間的相互干擾
機身使外露機翼處的迎角增大,從而使外露機翼的升力增高。另一方面,外露機翼上下表面的壓強差傳送到機身上,也使機身產生升力增量。對於無限長圓柱形機身與小展弦比機翼的組合體,理論表明在機翼安裝角為零時,機翼-機身組合體的升力比由左右兩半外露翼所組成單獨機翼的升力大。空氣動力干擾也往往使機翼(尾翼)機身組合體的阻力比單獨機翼(尾翼)和單獨機身阻力之和為大,其增量稱干擾阻力。在亞音速時,主要是由於在機翼和機身連線處的邊界層相互干擾而增厚甚至分離,導致型阻力增大。當機翼和機身的交接界面的夾角小於90°時,型阻力增量最嚴重,這時必須對翼身連線處採取整流措施或使用填角塊。在跨音速和超音速時,除了干擾型阻力外,由於機翼和機身的激波相互干擾,還會產生干擾波阻力。如果設計得當,這種干擾波阻力可能是負的,即起拉力的作用。