[發明專利]一種基于副翼連接接頭位置變化的操縱效率提高的方法

有效

• 申請號: 201710995171.6
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN108163183B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 邱菊;徐吉峰;鄧志;吳曉光
• 申請（專利權）人: 中國商用飛機有限責任公司北京民用飛機技術研究中心;中國商用飛機有限責任公司
• 主分類號: B64C9/02
• 分類號: B64C9/02;G06F30/15
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明提供一種基于副翼連接接頭位置變化的操縱效率提高的方法，所述方法通過副翼一個接頭固定舵機轉動副翼翼面，另一接頭鉸接的位置根據來流速度或攻角調整不同的位置，以提高翼面的連接剛度，使翼面載荷重新分布，以及減小翼面彈性變形，以提高副翼的操縱效率，本發明可以在不增加操縱機構的情況下避免上述情況，同時減少成本；將機翼?副翼連接采用二接頭連接，其中一接頭位置變化，接頭接沒接觸采用繼電器控制；根據飛行工況的不同，采用機翼?副翼接頭位置變化，以改變機翼?副翼連接(支持)剛度使翼面載荷重新(優)分布，同時，還減少了副翼變形，提高副翼操縱效率。

技術領域

本發明屬于航空航天技術領域，具體涉及一種基于副翼連接接頭位置變化的操縱效率提高的方法。

背景技術

副翼是安裝在機翼翼梢后緣外側的一小塊可動翼面(參見圖1)，是飛機的主操作舵面，通過操縱副翼，使其產生滾轉力矩，即可實現飛機做橫滾機動。副翼配平即為副翼控制系統增加配平功能，以此獲得在副翼操縱過程中減輕飛行員操作負擔，改善飛行性能之目的。它的主要功能是控制飛機機身圍繞縱軸旋轉，從而實現飛機的橫滾。左右副翼對稱地安裝在左右機翼上，其偏轉是由駕駛員控制的。左右兩個副翼總是差動偏轉，即一個向上偏，一個向下偏。左副翼上偏時，右副翼向下偏。這樣，左右機翼升力不等而構成一個使飛機向左滾轉的力矩。反之，就會產生使飛機向右滾轉的力矩。

飛機在飛行過程中，由于側風等因素的影響，飛機整體氣動力不平衡，飛機會出現自動滾轉的現象，為了維持飛機平飛，飛機要實現一定的滾轉速度或要制止滾轉，都需要由副翼差動來提供必要的平衡力矩。

副翼如果安裝在機翼內側，一般叫高速副翼。飛機在高速飛行時，由于氣流速度高，在副翼偏轉同樣角度時，造成的力矩也就更大。副翼與機翼連接通常采用兩個以上的副翼接頭與機翼相連。連接的副翼接頭中，至少應有一個接頭是沿展向固定的，其余的接頭為一個或多個。有些大型飛機(如B2)采用了分段的副翼，它的每一段都獨立地連接在機翼后緣的支架上，而各段的翼梁則用可以傳遞扭矩的萬向接頭或鉸接接頭連接起來。高速副翼由于氣流速度高，操縱的力增大，且副翼結構靠近翼根剛度也加強，但是，滾轉力臂小，故控制平衡力矩的增加有所抵消。

常規的副翼置于機翼的外側，翼展長而翼弦短，大攻角或來流速度高時，操縱面容易變形較大，以致出現副翼反效問題，故調整翼面結構的尺寸，提高副翼的剛度，但會增加副翼的重量；也可采用多接頭固定的副翼，在飛行中如果機翼變形，也會使副翼轉軸的軸線變彎，而影響操縱的靈活性，甚至發生卡滯現象。大型運輸機采用分段副翼，增加了加工制造的程序，且多一套操縱機構，除了設計復雜外，還多一份重量。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種基于副翼連接接頭位置變化的操縱效率提高的方法，所述方法通過副翼一個接頭固定舵機轉動副翼翼面，另一接頭鉸接的位置根據來流速度或攻角調整不同的位置，以提高翼面的連接剛度，使翼面載荷重新分布，以及減小翼面彈性變形，以提高副翼的操縱效率；

進一步地，所述副翼的操縱效率定義如下：

式中：C_l為飛機滾轉力矩系數；δ_a為副翼偏角；下標e表示彈性，下標r表示剛性；

進一步地，所述方法包括：

S1：針對不同的飛行工況，選擇副翼舵機接頭，再選擇機翼-副翼鉸接接頭的可能位置；

S2：建立機翼、副翼有限元模型以及相應的氣動模型，設置來流速度、空氣密度和相應的氣動參數，并設置耦合氣動和結構網格；

S3：進行不同副翼-機翼不同連接點的有限元方案的靜氣彈配平；得到副翼剛性面與彈性面的載荷及力矩，計算副翼操作效率，從中找到最優；

S4：飛機在空中飛行時，通過繼電器接頭開關，根據不同的工況，選擇連接機翼-副翼不同的連接接頭；