Flugzeugstrukturen können leicht, aber stark und steif gemacht werden, und die Haut des Flugzeugs trägt zur Gesamtfestigkeit der Struktur bei.
Alle Flugzeugzellen, unabhängig vom Flugzeug, sind nach den gleichen Prinzipien konstruiert. Das schlanke Äußere bietet eine stromlinienförmige Form mit einer zusätzlichen Stützstruktur darunter, um die Festigkeit und Steifigkeit zu bieten, die für einen effektiven Betrieb erforderlich sind. In vielen modernen Flugzeugen bestehen die Abdeckung und ein Teil des Rahmens aus einem einzigen Stück Material. Die Außenhaut verbirgt dann ein komplexes Stück Struktur, das stark, zäh und zuverlässig sein muss.
Supports, Bindungen, Pakete und Netzwerke.
Die Struktur der meisten Komponenten der Flugzeugzelle besteht aus vier Haupttypen von Strukturelementen. Beziehungen sind Mitglieder, die nur Stress (Pull) ausgesetzt sind. Da die Spannung nicht dazu führt, dass sich die Krawatte verdreht, muss sie nicht steif sein, obwohl dies oft der Fall ist. Verbindungen können aus festen Elementen wie Rohren oder einfach aus Draht hergestellt werden, z. B. Verstärkungsdrähte auf beiden Oberflächen.
Stützen halten Druckbelastungen stand. Da Druckbelastungen zu einer Verdrehung des Organs führen können, ist das Design der Orthese weniger einfach als eine Krawatte. Bei Überlastung versagen die Stützen auf zwei Arten: Die lange und dünne Stütze verdreht sich; die kurze und dicke Stütze bricht durch Reißen oder Quetschen zusammen, da das Material, aus dem sie besteht, übermäßiger Belastung ausgesetzt ist. Eine mittlere Orthese kann entweder oder sogar beides tun, abhängig von ihren Abmessungen und anderen Faktoren. Rohre sind hervorragende Stützen, da das Material gleichmäßig belastet ist, so dass das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht im Druck hoch ist.
Träger tragen Lasten in einem Winkel (oft im rechten Winkel) zu ihrer Länge, daher werden sie hauptsächlich beim Biegen belastet. Viele der Hauptteile der Flugzeugzelle sind Balken, wie die Hauptmasten. Der Rumpf und die Tragflächen selbst sind Strukturorgane, die Bündel sind, da sie die durch Gewicht, Trägheit und aerodynamische Belastungen verursachten Biegelasten tragen. Gitter sind dünne Bleche, die Scherlasten in der Ebene des Materials tragen. Die Rippen und die Haut selbst sind geschnittene Gitter. Dünne Platten sind ideal für Scherlasten, insbesondere wenn sie so gelagert sind, dass sie dem Verdrehen widerstehen.
Sie können den Eindruck haben, dass jeder Teil der Flugzeugzelle entweder eine Krawatte, eine Stütze, ein Balken oder ein Netz ist, aber das ist nicht so. Einige Elemente, wie Flügelmasten, arbeiten fast vollständig als eine Art von Orgel, aber andere fungieren als unterschiedliche Glieder für unterschiedliche Lasten. Zum Beispiel kann die Haut des Rumpfes gleichzeitige Zug- und Scherbelastungen erfahren. Es gibt fast keine reinen Biegelasten für sich, sie sind fast immer mit der Scherlast verbunden. So trägt der Balken in der Regel Biege- und Schublasten.
Ziel der strukturellen Auslegung von Luftfahrzeugen
Durch das sorgfältige Mischen dieser Organe und die Sicherstellung, dass jeder Teil jedes Elements seinen Anteil an Lasten trägt, erreicht das strukturelle Design des Flugzeugs die größte Festigkeit mit dem geringsten Gewicht, wodurch die beste Betriebseffizienz und maximale Sicherheit erzielt wird. Der Designer möchte sicherstellen, dass jeder Teil jeder Struktur einen angemessenen Druck ausübt, so dass die Kapazität jedes Teils der Struktur effektiv genutzt wird. Nur so kann das Gewicht der Flugzeugzelle so gering wie möglich gehalten werden und gleichzeitig eine ausreichende Festigkeit gewährleistet werden.
Es gibt viele Anwendungen von Stützen in der Flugzeugzelle, einschließlich Bodenstützen in Transportflugzeugen, Fahrwerksbeinen, Bedienhebeln aller Art und Druckschienen zur Bedienung von Flugsteuerungen. Stützen fungieren auch oft als Glieder, wenn die Last, die sie aufnehmen, umgekehrt wird; auch hier sind Betriebsstecker typische Beispiele.