簡介
機翼在飛機飛行過程中產生升力，是飛機能夠飛行的根本保障。機翼盒段是機翼的主要承力部件，承受機翼上產生的所有載荷。所以盒段的結構設計，對機翼甚至整個飛機的影響有著至關重要的作用。好的結構設計不僅能夠保證機翼產生正常的氣動升力，以及機翼內系統的正常運作，而且能夠充分發揮材料的性能優勢，減輕結構重量。
翼盒作為外翼結構中最主要的承力部件，對整個機翼有著重要的影響。翼盒前端連線固定前緣和前緣縫翼，後端連線副翼、襟翼和擾流板，下端連線發動機吊掛和起落架。飛機運營過程中所有工作情況下的載荷都是會傳遞到翼盒上。
翼盒結構設計
圖1.不同方向翼肋的比較關於翼盒結構設計，因翼盒由前梁、後梁、內部翼肋框架、上下壁板組成，在結構設計上，就轉化為翼梁及翼肋框架的設計了。
機翼盒段結構設計首要解決的問題是結構布局問題。首先是主要載荷的傳遞路徑問題，即大部分機翼彎曲力矩應該由翼梁承受還是由翼面蒙皮壁板承受；其次是普通翼肋的方向問題，即翼肋是沿順流方向布置還是按垂直機翼後梁方向布置；
關於第一個問題，很明顯應該利用機翼表面蒙皮承受大部分彎矩。這是因為現代的高速機翼需要有比較高的扭轉剛度，而且這些抗扭材料同時還用作抗彎材料。為了提高這些材料的抗壓屈能力，需要縮小翼展方向加強桁條的問距。
圖2.後掠機翼根部載荷分布問題關於翼肋的布置方向問題，如圖1(a)所示的是一種常規結構，圖1(b)所示的是翼肋沿順流方向布置的情況。有一種觀點認為，翼肋應和飛行來流方向平行，以保障翼梁問(假定為雙梁機翼)有平滑的空氣動力形狀。但從結構的可靠性來看，後一種翼肋布局則有許多缺點。如果在兩根梁之間布置有展向桁條，那么在桁條與蒙皮之間需要採用大量的鉚釘連線，因此，翼肋與蒙皮之問的鉚接對於機翼的氣動外形不會有特別的影響。從圖1可以看出，機翼採用順流布置比常規布置翼肋的總長度要增加28%，而且結構的重量也將相應地增加。
後掠翼在製造過程中存在下面一些問題：
（1）翼梁緣條彎曲困難。
圖3.大後掠角機翼單梁設計（2）因為蒙皮是主要的承彎材料，因此蒙皮的厚度都較大。由於這些厚板的加工需要非常高的壓力，所以不用液壓機，而是採用複合壓彎成形機(multiple brake operation)對其進行加工。
（3）將夾具、型架、隔板和翼梁腹板上的夾角設計成900對工人來說非常重要，夾角如果不設計成900就意味著製造會有困難。
圖2中的三角形區域A屬於超靜定結構。在這個區域若沒有蒙皮，則扭矩、剪力和彎曲是易於分析出來的。假如蒙皮與縱梁不連線，蒙皮只用來承擔扭矩，結構的承載也是確定的。因此，如果這兩種形式的結構結合，便需要用變形協調條件來確定每一結構所承受扭矩的百分比。在機翼根部後緣處，扭矩和彎矩使機翼產生附加的扭轉變形，從而使機翼側肋處於危險的受力狀態。
圖4.運輸機機翼平面布置圖在初步估計飛機重量時，機翼根部的側肋及其附近機身結構的重量不能忽略不計。
另一種設計方法是採用如圖3所示的單一主梁結構。該結構形式在擁有較厚翼盒的大後掠機翼中得到了套用，它們既簡單又有效。
圖4所示的前梁和後梁的位置，在設計的初始階段，確定機翼上增升裝置的布置時初步定好的。在設計過程中，機翼與機身連線的設計，液壓系統元件、操縱系統元件以及電氣系統的設計安排等可能導致翼梁位置的變更。但是，在設計的初始階段應儘早確定好翼梁的位置，而且最好給出翼梁位置的數學模線圖(mathematically defined loft)。無論如何，在最後布局和製圖以前，首先需要弄清楚這些。
圖5.運輸機翼梁高度和翼盒最大厚度曲線後梁必須位於適當的弦向位置，以便留下足夠的空間用來安裝襟翼和操縱襟翼、副翼、擾流片的機構。後梁後移會增加抗扭翼盒的橫截面面積(附帶地也增大了燃油的儲存空間)，但其剖面高度的降低卻削弱了它的承彎效能。類似的情況也發生在前梁前移的時候。簡單襟翼(simple plain flap)和分裂式襟翼(split flap)最理想的長度是機翼弦長的25%左右，但高效的開縫式襟翼(slotted flap)則占機翼弦長35%甚至40%時效果比較理想。通常情況下，前梁位置大約位於翼弦的15%處，後梁位於翼弦的55%～60%處。處於收上位置的襟翼和後梁之問應有5%～10%的弦長空間安裝操縱系統的元件，中央機翼部分(前梁和後梁之間的翼盒結構)將機翼前緣和後緣及其本身的載荷傳遞到機身結構上。實際上，運輸機的機翼主翼盒結構就是一個很理想的密封整體油箱。沿翼展方向燃料的安排，應考慮飛機在各種燃油負荷情況下的平衡。從設計一開始，應儘量避免採用機身油箱，但遠程飛機例外，因為它需要很大容積儲存大量的油料。
如圖5所示的是翼梁高度和機翼最大翼型厚度沿翼展方向的變化曲線。這些曲線常用來計算燃料的容量，布置油箱的位置(油箱端肋的位置)，並用來確定抗扭、抗彎翼盒的蒙皮厚度和桁條初始截面積。
最終的機翼模線分兩個階段建立。首先確定高速模線，然後對模線進行檢查和修改，使機翼便於製造，特別是前緣和後緣曲度很大的部分。例如，可將機翼擾流片附近的外形稍加修改，使各擾流片能互換使用，並且左、右機翼上的擾流片也能互換。內側擾流片和前緣襟翼也要進行這種處理。
