全动平尾颤振关键设计因素研究

全动平尾颤振设计是战斗机设计中的重要环节,全动平尾的颤振包线直接决定飞机的飞行包线。建立了适用于结构动力学及颤振分析的全动平尾仿真模型,针对全动平尾气动布局与结构布局,通过仿真分析,提炼了全动平尾颤振关键设计因素,包括前缘后掠角、气动力面积分布、尾梁支承刚度、大轴刚度、大轴位置、作动系统刚度、翼面质量分布等,利用数值仿真计算,获得不同设计因素与平尾颤振速度之间的关系,指出各因素对于提高平尾颤振速度的设计趋势以及对结构重量的利弊。通过缩比模型的风洞试验验证了各参数对平尾颤振影响的正确性,综合数值计算与缩比模型的风洞试验总结出的全动平尾颤振关键设计因素可为飞机平尾总体布局设计提供参考。

大展弦比机翼低速静气动弹性模型的设计、制作和风洞试验

通过弹性相似模型的风洞试验研究大展弦比机翼在弹性变形下的气动特性是研究飞机静气动弹性特性的重要手段。发展了一种静气动弹性模型低速风洞试验技术,针对某大展弦比机翼,设计、制作了缩比弹性结构相似模型,在南京航空航天大学NH03风洞进行了低速静气动特性风洞试验。详细介绍了弹性模型的各项技术和风洞试验结果,结果表明该项技术适合大展弦比机翼静气动弹性特性的研究,试验结果可作为大展弦比机翼设计的重要参考。

大展弦比机翼几何非线性颤振风洞试验研究

目的研究大展弦比机翼在飞行过程中,由于大变形造成几何非线性效应带来的几何非线性颤振问题。方法针对几何非线性颤振问题,设计相应的风洞试验模型,并完成不同变形下的颤振风洞试验,对机翼不同变形下的试验结果进行比较,摸清其几何非线性颤振特性。结果在几何非线性的影响下,机翼的颤振速度随着变形的增大而下降,并且发散模态及颤振频率都发生改变,大变形下的颤振速压下降到小变形时的71.7%。结论在研究大柔性、大展弦比机翼的气动弹性特性时,必须考虑几何非线性效应的影响,否则其颤振特性结论会存在较大的误差。

飞机全动平尾颤振特性风洞试验

高机动飞机全动平尾颤振设计的重要手段就是颤振模型风洞试验。针对一个飞机的全动平尾,采用了单独平尾和中央固支的后机身-平尾组合体两种方案的低速颤振风洞试验,研究平尾的基本颤振耦合机理以及后机身垂尾气动力干扰的影响。然后采用半模跨声速颤振风洞试验研究马赫数对颤振特性的影响和机翼干扰对平尾颤振边界的影响。介绍了低、高速颤振模型的设计和风洞试验的结果,并综合形成了完整的平尾颤振特性规律,尤其在跨声速颤振风洞试验中,使用不同超重系数的颤振模型,研究了质量参数对颤振边界的影响规律。风洞试验结果显示,全动平尾颤振特性研究必须考虑后机身的弹性支持,并且需要使用不同的模型方案考虑机身、机翼和垂尾的气动力干扰,跨声速风洞模型需要考虑超重系数的影响。该研究获得了全动平尾颤振特性的一般规律,可作为相关飞行器设计的参考。