"操縱面的構造操縱面可看做在氣動載荷作用下支持在懸掛接頭上的多支點連續梁,其彎矩 、剪力 通過懸掛接頭傳給安定面,扭矩由接頭和操縱搖臂上的操縱力共同平衡。
根據防顫振的要求應使鉸鏈軸后的結構重量盡量輕;同時因操縱面位于翼面后部,高度特別小,一般都在靠近前緣處布置單梁,以充分利用結構高度。扭矩由梁和蒙皮構成的閉室承受,當后部三角形閉室較小,鉚接質量不易保證時,后閉室的抗扭能力可不予考慮。薄翼有時也采用全高度蜂窩無肋結構。
現代飛機的尾翼和各種操縱面為了減輕重量,提高結構效率,很多采用了新材料一纖維增強復合材料,如 % &’(,波音 & )*),波音 & )+),波音 & ))),, & *’-,, & *-,我國的殲 &),運 &)等飛機。它們的結構形式多樣,有關復合材料結構的設計見第七章。
*"操縱面懸掛點的確定
懸掛點的數量與位置根據以下確定:保證使用可靠;轉動靈活;操縱面梁的受力特性好。增加懸掛點的數量可減小操縱面受載后的變形,使之不易與安定面相碰,可減小最大彎矩,有利于減輕結構重量,并具有破損安全特性,提高生存力,故一般應采用多于兩個的懸掛點。有的大型飛機,如波音 & )-)的升降舵有 )個懸掛點。但懸掛點多,使用中易卡死并增加裝配困難。為了保證互換性和便于安裝,懸掛接頭一般有設計補償。除一個接頭必須設計成完全固定,以消除操縱面的展向自由度外,其余接頭均做成可調節形式。例如可采用過渡接頭;也可在鉸鏈軸上帶自位軸承,以保證各接頭的同心度。
."操縱面前緣缺口的補強
通常操縱面的前緣閉室承受其大部分扭矩。然而懸掛接頭處前緣必須開缺口,因此需對缺口進行傳扭補強。(’)加一對斜加強肋,與梁構成三角架。扭矩由斜肋和梁受彎傳遞。()加一短墻,與缺口段壁板和端肋構成局部閉室,扭矩在缺口段由誘閉室傳遞。(*)在缺口段用剖面為實心或空心的盒式連接件傳扭,殲 &)副翼中接頭即用此
型式。(.)一些小型低速飛機載荷很小時,可直接將梁局部加強,由梁本身承受、傳遞扭矩。 /"操縱面的氣動補償和氣動平衡(’)氣動補償是為了減小操縱面的鉸鏈力矩,從而減小駕駛桿力,常用的補償方法有以下幾種:軸式補償。將操縱面轉軸略靠后布置,利用轉軸前面的氣動力產生相反方向的力矩,以抵消部分鉸鏈力矩,起補償作用。軸式補償構造簡單,但應避免補償過大,以
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免舵面偏轉時前緣過分突出引起氣流分離,甚至出現不符合操縱習慣的“過補償”現
象。
內補償。它的補償面位于機翼或安定面后緣的空腔內,空腔由氣密膠布隔成上、
下兩部分,互不通氣。當操縱面偏轉時,翼面的上下壓力差作用在補償板上起補償作
用。內補償效率高、阻力小,而且可在補償板前端加配重。但操縱面的偏角會受到機
翼或安定面后緣結構高度的限制
浮動式內補償。它是對上述內補償的改進。當操縱面偏轉時,用一四連桿機構
使補償板做上、下平行移動而非轉動,可減小對操縱面偏角的限制。
對于采用無回力液壓助力裝置的操縱系統的飛機,一般較少采用氣動補償。
()氣動平衡。有些情況下要求長時間偏轉操縱面使全機獲得平衡,如飛機長時
間定態飛行、某一發動機停車等。此時為消除駕駛桿或腳蹬上的力以解除駕駛員的
疲勞,需設置氣動平衡裝置。最常見的為各類調整片,它位于操縱面后緣,與操縱面
反向偏轉,以抵消操縱面的鉸鏈力矩。制造誤差引起的不平衡則用修正片在試飛時
扳動修正,使用中不得隨意扳動。
"尾翼的防顫振設計
尾翼和機翼、副翼類似有彎—扭顫振和彎曲 舵面偏轉顫振。然而由于機身尾
段受載后兩個平面內的彎曲變形和扭轉變形對尾翼的顫振會產生影響,因此尾翼的顫振形式更為復雜多樣。實踐表明,因舵面重量不平衡所引起的顫振是最危險的一種形式,消除此類顫振的辦法是使舵面重心位于轉軸之前(過平衡)或位于轉軸上(完全平衡)。這從結構本身較難做到,除盡量減輕后部重量(如后緣采用輕質材料、
蜂窩結構)外,一般須加配重。
配重有兩種形式。集中配重一般放在舵面前方或放在副翼等的內補償板的前
緣,盡量加大配重與轉軸的力臂,使同樣重量的配重發揮更大的效率。全動平尾常將
配重置于翼尖,由于翼尖處彎曲撓度和上、下振動時加速度最大,故配重效率高。但
集中配重必須有很好的連接剛度和局部強度。分散配重沿舵面前緣均勻分布或基本
均勻分布,現代高速飛機廣泛采用分散式配重。另外,提高有關結構的剛度并滿足一
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