先进战斗机全动V尾抖振动强度设计与验证

作者：金伟^*; 杨智春; 孟德虹; 陈炎; 黄虎; 王勇军; 何石; 陈园方

来源：航空学报, 2020, 41(06): 318-332.

• 抖振
• 抖振谱
• 动态疲劳
• 风洞试验
• 脱体涡
• 压电纤维片

大迎角(AoA)机动飞行能力是先进战斗机的标志性指标之一,中国先进战斗机采用V型垂尾布局的气动设计方案,可充分实现其良好的大迎角机动可控飞行。飞机在大迎角机动飞行时,前机身分离流所产生的高强度脱体涡破裂后产生的非定常扰流将不可避免地打在V型垂尾翼面上,导致V尾结构发生严重的抖振,这不仅会影响飞机的飞行品质等性能,还会导致V尾结构的疲劳损伤,大幅增加飞机的使用维护成本。本文详细阐述了其研发设计过程中攻克的以下关键技术:全动V尾抖振风洞试验"刚/弹"组合模型的设计技术与风洞试验方法,抖振风洞试验的动态测试结果向飞机尺度进行相似转换的原理;基于RANS/LES混合算法进行V尾结构抖振响应的CFD/CSD耦合计算方法;基于正加速度反馈(PAF)的V尾抖振响应压电控制技术;V尾抖振动态疲劳载荷谱的编谱方法与试验实施方案。本文为解决中国先进战斗机、无人机V尾结构抗抖振动强度设计与验证建立了一套较完备理论分析技术、设计准则和试验方法。

• 单位
  中国空气动力研究与发展中心; 西北工业大学; 中国飞机强度研究所; 成都飞机设计研究所