[發(fā)明專利]一種大展弦比機(jī)翼后緣舵面展向間隙確定方法

在審

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• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112572822A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘立新;劉建;胡利;蔣坤;楊軍;王曼
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司成都飛機(jī)設(shè)計研究所
• 主分類號: B64F5/00
• 分類號: B64F5/00;B64C9/20
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發(fā)明公開一種大展弦比機(jī)翼后緣舵面展向間隙確定方法，包括以下步驟：獲得主翼面變形引起的舵面轉(zhuǎn)軸的偏移，根據(jù)舵面轉(zhuǎn)軸的偏移，得到外側(cè)舵面相對于內(nèi)側(cè)舵面的相對偏角；然后根據(jù)坐標(biāo)變換計算舵面上任意一點(diǎn)在沿偏移后的轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)最大角度狀態(tài)下的位置，并求出該位置在坐標(biāo)變換前的初始位置，該位置與初始位置的差值就是理論舵面展向最小間隙。本發(fā)明的方法考慮了機(jī)翼在高載以及舵面大偏角工況下的內(nèi)側(cè)舵面和外側(cè)舵面之間間隙，可以較好地克服和避免舵面后緣碰撞干涉問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于飛行器結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大展弦比機(jī)翼后緣舵面展向間隙確定方法。

背景技術(shù)

舵面位于機(jī)翼后緣，是飛機(jī)的重要控制舵面，可以提高飛機(jī)的機(jī)動性，改善飛機(jī)的起飛、著陸性能。戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)翼后緣一般布置有2塊舵面，即內(nèi)側(cè)舵面和外側(cè)舵面，每一塊舵面都通過鉸鏈與主翼面連接，舵面安裝位置見圖1。為了避免運(yùn)動碰撞干涉，內(nèi)側(cè)舵面和外側(cè)舵面之間都會留一定的縫隙，見圖2。這個縫隙一般是根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)確定，一般選5mm，并給一定的公差，如5(-1，2)等。

但是這種根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)確定舵面縫隙的方法沒有充分考慮不同飛行器機(jī)翼在受載情況下的變形影響，在實(shí)際使用中，內(nèi)側(cè)舵面和外側(cè)有時候會發(fā)生碰撞干涉的情況。比如某機(jī)型內(nèi)側(cè)舵面和外側(cè)舵面后緣在高載大偏角的工況下發(fā)生碰撞干涉，干涉范圍從后緣向前緣方向大約30mm，如圖3和圖4所示。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明的目的是提出一種大展弦比機(jī)翼后緣舵面展向間隙確定方法，以考慮機(jī)翼在高載以及舵面大偏角工況下的內(nèi)側(cè)舵面和外側(cè)舵面之間間隙，從而較好地克服和避免舵面后緣碰撞干涉問題。

本發(fā)明的上述目的是利用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種大展弦比機(jī)翼后緣舵面展向間隙確定方法，采用矩陣變換的方法計算出受載變形前后舵面端面的位置變化，從而求出最小需要舵面展向間隙。

所述的一種大展弦比機(jī)翼后緣舵面展向間隙確定方法，包括以下步驟：

獲得主翼面變形引起的舵面轉(zhuǎn)軸的偏移，根據(jù)舵面轉(zhuǎn)軸的偏移，得到外側(cè)舵面相對于內(nèi)側(cè)舵面的相對偏角；

然后根據(jù)坐標(biāo)變換計算舵面上任意一點(diǎn)在沿偏移后的轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)最大角度狀態(tài)下的位置，并求出該位置在坐標(biāo)變換前的初始位置，該位置與初始位置的差值就是理論舵面展向最小間隙。

其中，獲得主翼面變形引起的舵面轉(zhuǎn)軸的偏移，根據(jù)舵面轉(zhuǎn)軸的偏移，得到外側(cè)舵面相對于內(nèi)側(cè)舵面的相對偏角包括通過有限元分析或試驗(yàn)等手段，取得舵面每個交點(diǎn)的位移量，根據(jù)舵面轉(zhuǎn)軸的偏移，得到外側(cè)舵面相對于內(nèi)側(cè)舵面的相對偏角。

其中，坐標(biāo)變換前的原坐標(biāo)系的原點(diǎn)為外側(cè)舵面轉(zhuǎn)軸與外側(cè)舵面端面的交點(diǎn)，這樣，可以極大地減少計算量。

其中，所述原坐標(biāo)系為右手坐標(biāo)系oxyz，x軸正向沿轉(zhuǎn)軸指向翼尖方向，y軸正方向指向后緣，z軸豎直向上為正方向，這樣便于計算。

其中，所述方法還包括考慮制造公差、變形和振動，在理論舵面展向最小間隙的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加間隙。

另外，實(shí)際計算中可以在邊界位置選擇有限的點(diǎn)位進(jìn)行計算，以減少計算量。

本發(fā)明的方法可考慮機(jī)翼在高載以及舵面大偏角工況下的內(nèi)側(cè)舵面和外側(cè)舵面之間間隙，從而較好地克服和避免舵面后緣碰撞干涉問題。

附圖說明

圖1為舵面安裝位置示意圖；

圖2為內(nèi)側(cè)舵面(內(nèi)副)和外側(cè)舵面(外副)間的運(yùn)動間隙的示意圖；

圖3為干涉部位的示意圖；

圖4為本發(fā)明方法的實(shí)施例中的計算點(diǎn)位置的示意圖；

圖5為舵面轉(zhuǎn)軸變化情況的示意圖。