先日, 航空宇宙システム学製図で, 「主翼前桁及び翼胴結合部の設計」の最終提出を終えました.
この課題をする過程で, 飛行機の主翼ってどういう構造になっているのかネット上で調べてみたんですが, 一つの断面図しか出てこなかったりイメージが掴みにくかったので, 同じように悩んでいる人もいるかもしれないと思って私の理解範囲で主翼構造について簡単に説明します.
主翼は, 外板(skin), 小骨(rib), 桁(spar)からなります.
外板(skin)は, 主翼を外から見たときに見える表面を覆っている部材です.
薄いので力を持つことができず, 構造的な役割はあまりありません. しかし, 外板がなければ, 骨がむき出しの主翼になってしまい, 全く揚力を生むことができなくなるので, きれいな翼の形を作るという意味で空気力学的に絶対に必要です.
小骨(rib)は, 主翼の翼根から翼端にの間に何枚か入っている部材です. 翼断面の形をしていて, 外板の形が崩れないように支えたりしています.
桁(spar)は, 翼根から翼端に向けて一直線に伸びている部材です.
飛行機の種類によって桁の数は違いますが, 図では前桁と後桁がある飛行機を描いています.
桁はさらに, 腹板(web), フランジ(flange), 補強材(stiffener)からなります.
腹板(web)は, 翼に上向きにかかる剪断力を受け持ち, フランジ(flange)は翼が曲がることによって生じる軸力(圧縮力・引張力)を受け持ちます. 補強材(stiffener)は, 腹板(web)を支えています.