翼身融合布局民機非圓截面機身結構設計研究綜述

摘要：翼身融合布局飛機具有大升阻比、低阻力、低噪聲等優點,是未來民機最具潛力的發展方向之一;但由于特殊布局所采用的非圓截面增壓機身,給翼身融合布局民機結構設計帶來了巨大挑戰。為了降低非圓截面機身承受增壓載荷時產生的高彎曲應力、提高機身結構穩定性及承載效率,翼身融合民機機身結構設計先后經歷了圓柱組合式多艙室機身、雙蒙皮多艙室機身、帶加強支撐的盒式機身、基于拉擠桿縫合高效一體化結構(Pultruded Rod Stitched Efficient Unitized Structure,PRSEUS)的盒式中央機體等發展階段,其中最具承載優勢和可實現性的是由美國國家航空航天局NASA和波音公司共同提出的基于PRSEUS盒式中央機體結構設計方案。PRSEUS結構不僅充分利用了復合材料一體化縫合、整體共固化、低成本等制造優勢,而且具有抗拉伸/壓縮、多路徑止損/止裂、剛度和穩定性裕度大、承載效率高、易金屬修補等優異的力學特性,已被拓展應用到了翼身融合民機機翼等結構設計中。本文以非圓截面機身結構設計為重點,回顧了翼身融合民機結構設計發展歷程;從整機身結構、關鍵部件結構、整機優化設計等方面詳細闡述了翼身融合民機結構設計的研究進展與發展現狀,基于國外相關技術研究發展趨勢,提出了中國翼身融合民機機身結構設計研究未來需要重點關注的方向。