下降。
現將掠角與發散速度的關系可以看到，前掠翼的發散速度過低。究其原因，掠角
不論后掠還是前掠，彎曲與扭轉兩種變形是耦合的。關鍵在于，在后掠翼上產生了外
洗效應，而在前掠翼上產生了內洗效應。內洗是前掠翼發散速度下降的根本原因。
（）復合材料前掠翼氣動彈性剪裁設計
由于各向同性金屬材料的前掠翼設計遇到了難以逾越的扭轉發散的障礙，鋁合
金結構的前掠翼為此要付出沉重的重量代價。
控制前掠翼的內洗，并使其轉化為外洗是提高前掠翼發散速度的根本途徑—。
翼面交叉耦合剛度，彎曲曲率與扭轉曲率之間的耦合剛度，對控制翼面內洗和外洗起
決定性作用。
復合材料層合板翼面彎扭剛度矩陣［"］中彎扭耦合剛度系數 "、"為不同取
值時，復合材料翼面出現不同的彎曲、扭轉變形耦合結果，如圖 % &’ &所示，可以
產生外洗或內洗效應。
當 " (" (’時，翼面層合板彎曲與扭轉無耦合效應（圖 % &’ &（)））。
"和 "為負值時，翼面層合板向上彎曲變形時扭轉變形使前緣向下，即產生外
洗效應（圖 % &’ &（*））。
"和 "為正值時，翼面層合板向上彎曲變形時，扭轉變形使前緣向上，即產生
內洗效應，（圖 % &’ &（ +））。
因此，復合材料前掠翼氣動彈性剪裁設計的重點是使彎扭耦合剛度系數 "、"
為負值。
采用對稱非均衡鋪層設計可以實現 "、"為負值，是目前復合材料前掠翼氣動
彈性剪裁設計的主要方法之一。對稱鋪層可使［ ,］(’，即無面內載荷與面外載荷之
間的變形耦合，有利于控制固化變形。非均衡鋪層設計可采用 -角鋪層與—口角
鋪層兩者數目不等的方法，也可采用改變均衡鋪層板中任一鋪設角度數的方法實現（參見 ./ / %）。具體設計方案視具體結構而定。關于復合材料前掠翼氣動彈性剪裁設計的理論公式推導和效益分析，請查閱有關參考文獻。
以上關于前掠翼設計，重點討論了提高發散速度的技術途徑。實際上，氣動彈性
剪裁是一個綜合性設計。有多種氣動彈性性能上的效能。除了提高發散速度（特別
是對前掠翼）之外，還有提高顫振速度、改善操縱安定品質、減緩機動載荷、改善升阻
極曲線的升阻比特性等。這些性能都與氣動彈性的變形控制密切相關，集中反映在
內洗、外洗和弦向彎度的控制三個方面，同時，改善這些性能技術措施之間又有矛盾。
一般講，防止發散與防止顫振是矛盾的。機翼外洗有利于防止發散，而機翼內洗有利
于提高顫振速度。因此，氣動彈性剪裁時，必須全面考慮，綜合平衡，折衷，實現多約
•1.0•
" "%彎扭耦合剛度正負值（見方括號）與翼面出現
外洗和內洗關系示意圖
（&）正交各向異性，無彎扭耦合（’）各向異性，彎扭耦合（外洗）
（(）各向異性，彎扭耦合（內洗）
束下的綜合優化設計。
第四節 %整體油箱設計
機翼整體油箱是機翼結構中參與機翼總體受力的相對獨立的密封多閉室結構；是集結構承載功能與油箱功用為一體，同時滿足結構設計要求和油箱設計要求的機 •+*)•
第三篇 ,復合材料飛機結構設計
翼盒段。
復合材料機翼整體油箱設計同樣包括結構設計和油箱設計兩大主要方面的要求。機翼結構設計有關問題本章上述內容已作了介紹，這里重點闡述油箱設計有關問題。
一、復合材料油箱設計要求
復合材料油箱設計要求與金屬材料油箱相比，由于復合材料與金屬材料在導電性和成形工藝的顯著差異，使復合材料油箱密封、靜電防護和雷擊防護顯得十分重要。
二、油箱密封設計
（）油箱密封設計要求
機翼整體油箱應在滑行、爬升、航行、著陸等各種載荷狀態下和由內部充壓引起的重復載荷下，在規范規定的期限內（戰斗機一般為 "，此期限不包括分散系數）不應因發生漏油而影響使用。
（"）復合材料油箱密封設計一般原則 整體油箱部位使用的層合板，其孔隙率應不大于 %，以保證不滲漏油。 "盡量采用共固化整體成形構件，可明顯縮短密封縫的總長度。 油箱周邊零構件應避免分段和采用裝配式加強件。周邊零構件的彎邊應朝向
非密封區一側。 應保證密封處有足夠的剛度，以減小密封縫在外載荷作用下的相對變形，避免產生不利于密封的變形。 %密封區機械連接緊固件的直徑應不小于連接處層合板總厚度，其間距和排距確定必須考慮密封要求。密封處耳片螺栓連接正確位置要精心設計。 &密封區復合材料骨架設計修合余量為 & ’((；對復合材料，金屬混合骨架，復合材料骨架零件設計制成負偏差，金屬骨架零件為正偏差，以便修合。（)）油箱密封效果需經試驗驗證。
三、油箱防靜電設計
靜電存在是一個普遍現象。飛機在加油和使用過程中，機翼油箱內的燃油始終處于振動狀態，特別是機動飛行時，燃油與油箱內部結構產生劇烈的摩擦、撞擊、濺潑等現象，燃油本身也會攪動，從而產生大量靜電。靜電產生的同時，也存在隨導體泄漏、釋放。然而復合材料本身是電的不良導體，靜電泄漏很慢，導致靜電的積累。當靜電累積達到一定程度、油箱內環境又有引發放電敏感條件，如油箱內部的尖角、凸
•+**•
包等，引發產生放電火花，點燃航空燃油蒸汽和空氣的混合氣體，造成油箱燃炸或火災事故。油箱防靜電措施，從靜電的產生和靜電的消散、中和兩個方面考慮：
（）采取措施減少靜電產生，主要方法有：
使用抗靜電劑（滲入燃油中）；
"改善油箱內壁表面質量，降低粗糙度；
油箱內部結構應避免毛刺或其他凸起物，減少可能引發放電的部位。
（"）采取措施加快靜電消散，主要方法有： 油箱內壁采取火焰噴涂鋁層； "油箱內壁噴涂抗靜電涂料層； 油箱內懸掛金屬網（工藝難度大）。油箱靜電安全性評估必須經靜電防護試驗結果證實。具體試驗項目，由油箱使 中國航空網 www.k6050.com 航空翻譯 www.aviation.cn 本文鏈接地址：飛機檢測與維修實用手冊 2(46)
