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缝隙係数

(2020-04-14 15:21:47) 百科综合
缝隙係数

缝隙係数

缝隙係数是操纵面与相邻部件之间的缝隙对操纵效率影响的係数。

飞机的飞行操纵面,是铰链在飞机机翼、水平尾翼和垂直尾翼上的可动翼面。它们用来在飞机飞行和在地面高速滑跑时,操控飞机。包括升降舵(全动平尾)、副翼、方向舵等主操纵面以及前缘缝翼、襟翼、扰流板等辅助操纵面,还有鸭翼这样的特殊操纵面。

基本介绍

  • 中文名:缝隙係数
  • 外文名:The gap coefficient
  • 一级学科:航空航天
  • 二级学科:空气动力学
  • 起因:操纵面与相邻部件之间的缝隙
  • 作用:表面对操纵效率影响

定义

缝隙係数是操纵面与相邻部件之间的缝隙对操纵效率影响的係数。

操纵面

飞机的飞行操纵面,是铰链在飞机机翼、水平尾翼和垂直尾翼上的可动翼面。它们用来在飞机飞行和在地面高速滑跑时,操控飞机。包括升降舵(全动平尾)、副翼、方向舵等主操纵面以及前缘缝翼、襟翼、扰流板等辅助操纵面,还有鸭翼这样的特殊操纵面。
副翼铰接于两边机翼外侧的后缘。两边副翼相对反向偏转时产生对飞机纵轴的力矩,即横滚力矩,实现对飞机的横滚操纵,并与方向舵配合使飞机协调转弯。副翼上偏一侧机翼的升力减小.副翼下偏一侧机翼的升力增大.因此飞机会向副翼上偏一侧进行滚转。飞机转弯时,副翼产生的滚转力矩可以抵消方向舵偏转造成的附加滚转力矩,使飞机向方向舵偏转的方向转弯,防止出现反向侧滑。
升降舵铰接于水平安定面之后,向上或向下偏转时会产生附加气动力,从而形成对飞机横轴的力矩,即俯仰力矩,实现对飞机的俯仰操纵。某些小型飞机将水平安定面和升降舵做成整体,称为全动平尾,主要是为了提高俯仰操纵的效率。升降舵上偏时飞机抬头,反之则低头。
方向舵铰接于垂直安定面之后,它向左或右偏转时会产生附加气动力,从而形成对飞机立轴的力矩,即偏航力矩,实现对飞机航向的操纵。

具有操纵面间隙非线性二维翼段

含有结构非线性的翼段结构的非线性气动弹性研究已成为国内外气动弹性力学领域中的一个活跃的方向。其中对间隙非线性的研究大都是针对具有沉浮和俯仰自由度的两自由度二维翼段,间隙非线性施加在俯仰自由度上。作为两自由度情况的扩展,赵永辉首先利用Theodorsen理论和Wagner函式得到了三自由度二维翼段任意运动非定常气动力的时域表达式;建立了三自由度二维翼段的无量纲非线性气动弹性动力学方程,然后将动力学方程表达为状态空间中的分段线性形式,进而研究亚音速、不可压缩流作用下带有操纵面间隙非线性的翼段结构的气动弹性回响。数值仿真预示了系统极限环振动的相轨迹、无量纲振动幅值和频率,表明操纵面铰链处存在的间隙非线性将导致整个系统的极限环振动;随着来流速度的增加,系统极限环振动的幅值和频率都存在跳跃现象。

操纵面嗡鸣

飞行器操纵而嗡鸣是飞行器在跨音速飞行阶段发生的一种操纵而单自由度振动,其本质特徵与多模态藕合的经典弯/扭型颤振是完全不同的。Parker等对美国航空航天局(NASA)的三维机翼操纵而标準模型(NASP)开展了嗡鸣回响特性的分析研究,发现操纵而上激波的运动和操纵而振动之间的相位差造成了嗡鸣现象。David建立了操纵而偏转状态和铰链力矩之间的数学模型。Oddvar使用Eider方程数值计算方法研究了跨音速副翼嗡鸣现象。刘千刚等使用CFD手段开展了跨音速操纵而嗡鸣Hopf分叉分析及结构参数对嗡鸣特性影响的研究。史爱明等基于Eider方程,使用单自由度方法对机翼嗡鸣进行了数值模拟研究、张伟伟等基于Eider方程分析了二维翼型模型的B型和C'型嗡鸣特性。杨国伟等基于多块结构格线研究了飞机副翼嗡鸣现象。对于飞行器操纵而嗡鸣现象,激波及流动分离在其中起着非常重要的作用。由于非定常气动力和激波与操纵而相互干扰的特点,数值模拟计算量非常巨大,所以準确、高效的数值预测飞行器操纵而嗡鸣,对计算方法有较高的要求。幺虹等针对翼面与操纵面缝隙间存在的格线运动问题,在非结构格线系统上採用Delaunay图映射方法实现格线的运动变形。最后,使用飞行器操纵面标準嗡鸣计算模型对计算方法进行验证,结果表明:所建立的并行计算方法正确,程式具有很好的计算效率,能够对飞行器操纵面嗡鸣进行高效的数值分析。

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