折疊翼間隙對(duì)其顫振特性影響的試驗(yàn)研究

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1、第!"卷第!期四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)!自然科學(xué)版">(-?!"@<(?!#"$%年&月'()*+,-(./012),+3+045*6078(./105+159:+;0+55*0+;!<,7)*,-/105+15:=070(+"')+?#"$%文章編號(hào)!!"#$%!&'(")*!##*$%**$!%*'+,-!!*.!!/"$01.2324.)*!#.*$.*#折疊翼間隙對(duì)其顫振特性影響的試驗(yàn)研究$$$$#雷博淇&冉玉國&李秋彥&孔斌&張召明!$L成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所"成都&$""C$##L南京航空航天大學(xué)"南京#$""$&$55摘5要!折疊翼飛行器是一種可以

2、在飛行中改變自身氣動(dòng)外形的新型飛行器&折疊翼的折疊機(jī)構(gòu)不可避免地帶有間隙&間隙對(duì)折疊翼的固有振動(dòng)特性和顫振特性會(huì)產(chǎn)生影響(通過設(shè)計(jì)合理的含間隙折疊機(jī)翼顫振模型&并通過低速風(fēng)洞顫振試驗(yàn)研究其低速顫振特性&測試間隙對(duì)折疊機(jī)翼顫振特性的影響(試驗(yàn)結(jié)果表明)外翼折疊角度越大顫振速度越高&折疊翼無間隙工況下的顫振速度高于有間隙工況下的顫振速度&有間隙工況顫振速度比無間隙時(shí)降低約Db(關(guān)鍵詞!折疊機(jī)翼#間隙#顫振特性c中圖分類號(hào)!>#$&?#D文獻(xiàn)標(biāo)志碼!E振特性的影響"為飛機(jī)的顫振設(shè)計(jì)提供參考&引言$試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮O(shè)計(jì)隨著科技進(jìn)步"各類飛行器已經(jīng)廣泛使用于多個(gè)領(lǐng)域&

3、目前使用的各類飛行器中大多數(shù)為固定翼結(jié)構(gòu)"這!6!折疊翼模型結(jié)構(gòu)介紹類結(jié)構(gòu)對(duì)飛行器的貯存%運(yùn)輸帶來不便"而折疊翼可以本次試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)有兩個(gè)考慮)首先保證模型的'$A!(最大限度地減小所需空間"同時(shí)"通過改變機(jī)翼外形顫振易發(fā)生"且不損壞#其次"在一定的經(jīng)費(fèi)限制下"通能有效提高飛機(jī)的氣動(dòng)性能和經(jīng)濟(jì)性"協(xié)調(diào)低速飛行與過合理的制造和試驗(yàn)方案"降低成本&'DAF(高速飛行的矛盾&模型由內(nèi)外梯形翼通過軸承機(jī)構(gòu)連接"外翼可旋轉(zhuǎn)折折疊翼在折疊過程中"機(jī)翼所受的非定常氣動(dòng)力%疊"設(shè)計(jì)不同的轉(zhuǎn)軸控制外翼折疊角度%不同的限位器控慣性特性及剛度特性都隨機(jī)翼的折疊而發(fā)生改變

4、"不同制外翼間隙大小"如圖$所示&通過這些簡單易行的結(jié)構(gòu)'&(的折疊構(gòu)型具有不同的顫振特性&折疊翼機(jī)翼分為設(shè)計(jì)"可降低模型的制造難度"進(jìn)而降低項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)&內(nèi)翼和外翼兩部分"內(nèi)翼與機(jī)身結(jié)構(gòu)連成一體"外翼與'%(內(nèi)翼上下表面分離面處設(shè)置鉸鏈&折疊翼的折疊機(jī)構(gòu)復(fù)雜"不可避免地存在系統(tǒng)間隙"但間隙對(duì)機(jī)翼顫振特性的影響尚不清楚&另一方面折疊翼面變形后"氣動(dòng)'B(力的非定常效應(yīng)顯著"折疊機(jī)翼的氣動(dòng)特性復(fù)雜&目'$A&(前"國內(nèi)外的學(xué)者分別在折疊機(jī)翼的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和間'CA$"(隙的顫振影響方面做過不少研究"但結(jié)合折疊機(jī)翼和間隙兩方面的研究很少"也缺少相關(guān)試驗(yàn)的研究&圖

5、!折疊翼模型結(jié)構(gòu)示意圖本文旨在通過設(shè)計(jì)合理的含間隙折疊翼顫振模型并開展風(fēng)洞試驗(yàn)"研究不同折疊角及間隙對(duì)折疊翼的顫根據(jù)國標(biāo)中的規(guī)定"折疊翼的間隙不超過"?#F["這收稿日期!#"$&A$#A"&作者簡介!雷博淇!$CB&A"&男&工程師&主要從事氣動(dòng)彈性方面的研究&!:AH,0-"+,6,""$#J60+,L1(H!#四川理工學(xué)院學(xué)報(bào)!自然科學(xué)版"@@@@@@@@@@@@#"$%年&月么小的角度不易保持和測量"通過限位桿將外翼的旋轉(zhuǎn)折疊角度模態(tài)名稱計(jì)算頻率GTd試驗(yàn)頻率GTd間隙放大為位移間隙&機(jī)翼一彎#?&C#?%F!6)數(shù)值分析"度外翼旋轉(zhuǎn)%?&!

6、&?%F機(jī)翼一扭$#?"C$#?F數(shù)值分析的目的在于"初步得到折疊機(jī)翼不含間隙機(jī)翼一彎#?%C#?#C情況下的顫振特性"為下一節(jié)合理的設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案打好!"度外翼旋轉(zhuǎn)%?$"&?&D機(jī)翼一扭$$?&C$$?"$基礎(chǔ)"數(shù)值模擬中得到的折疊翼振動(dòng)頻率和顫振速度可機(jī)翼一彎#?CB#?D%作為>M試驗(yàn)和風(fēng)洞試驗(yàn)的參考依據(jù)"也可以和最后的&"度外翼旋轉(zhuǎn)F?CDF?D&試驗(yàn)結(jié)果比較"驗(yàn)證數(shù)值模型的準(zhǔn)確性&本文的數(shù)值分機(jī)翼一扭$"?"#C?$$析使用有限元軟件<,76*,+計(jì)算折疊機(jī)翼的振動(dòng)和顫振@@模態(tài)試驗(yàn)表明"模型各工況計(jì)算頻率與試驗(yàn)頻率相特性&折疊機(jī)翼模型固

7、有振動(dòng)特性及顫振特性見表$&差不大"達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)"可進(jìn)行下一步試驗(yàn)&表!折疊機(jī)翼固有振動(dòng)特性和顫振特性分析結(jié)果)6)顫振風(fēng)洞試驗(yàn)名@稱"G[!"G[&"G[顫振風(fēng)洞試驗(yàn)工況見表!"表中所列為初步計(jì)劃的機(jī)翼一彎#?&C#?%C#?CB外翼旋轉(zhuǎn)%?&!%?$"F?CD試驗(yàn)狀態(tài)"實(shí)際試驗(yàn)狀態(tài)需根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)場情況調(diào)整&每機(jī)翼一扭$#?"C$$?&C$"?"#一個(gè)外翼折疊角度"調(diào)整不同的間隙"組成不同的吹風(fēng)顫振頻率GTd$$?C$$?F$"?!狀態(tài)&顫振速度G!HG6$F&?DFC?F&F?D表$風(fēng)洞試驗(yàn)工況#試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與實(shí)施初始風(fēng)速外翼折疊外翼間隙限位器間隙

8、G!HG6$角度G[角度G[寬度GHHF"""?"""?""根據(jù)試驗(yàn)風(fēng)洞的速壓帶設(shè)計(jì)合理的顫振模型"使其"?