(A)陣風(fēng)減緩(B?C%@*57 ..(’&5%&*+,簡(jiǎn)稱 B@)
(D)乘坐品質(zhì)控制(4&7( E?5.&%2 )*+%-*.,簡(jiǎn)稱 4E))
()顫振模態(tài)控制(<.?%%(->*7( )*+%-*.,簡(jiǎn)稱 <>))
(F)邊界控制(G*?+75-2 )*+%-*.,簡(jiǎn)稱 G))
近 :"年,主動(dòng)控制技術(shù)在理論研究和實(shí)際應(yīng)用方面都取得了很大進(jìn)展。這一方面是由于戰(zhàn)斗機(jī)提高機(jī)動(dòng)性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性的要求;另一方面是由于現(xiàn)代自動(dòng)控制理論與技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,電子設(shè)備變的更小、便宜、可靠,系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法也有很可喜的成就,這些為主動(dòng)控制的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。此外,由于空氣動(dòng)力學(xué)的發(fā)展,出現(xiàn)了許多新的氣動(dòng)布局方案并對(duì)有關(guān)氣動(dòng)特性進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究,這些也為在飛機(jī)設(shè)計(jì)中應(yīng)用主動(dòng)控制技術(shù)創(chuàng)造了條件。
主動(dòng)控制技術(shù)是經(jīng)歷了長(zhǎng)期研制后才逐步達(dá)到實(shí)用階段的。最早是在大型飛機(jī)上研究和應(yīng)用,后來(lái)研究表明這種技術(shù)用于戰(zhàn)斗機(jī)效益更為明顯,因而各國(guó)都把主要力量放在有關(guān)在戰(zhàn)斗機(jī)上應(yīng)用主動(dòng)控制技術(shù)的研究中。
:"世紀(jì) "年代,在 G HD:轟炸機(jī)上最早開(kāi)展了載荷減緩單功能的研究,目的是利用自動(dòng)控制技術(shù)減緩飛機(jī)的結(jié)構(gòu)疲勞,延長(zhǎng)使用壽命。 F"年代初期,又實(shí)現(xiàn)了 G HD:飛機(jī) ))I多功能單項(xiàng)驗(yàn)證,從原理上證明了 ))I實(shí)現(xiàn)的可能性和性能效益。對(duì)于戰(zhàn)斗機(jī)來(lái)說(shuō),在 J<
H 3D飛機(jī)上采用了三余度增穩(wěn)系統(tǒng),使靜不穩(wěn)定飛機(jī)安全飛行,并滿足操縱品質(zhì)要求。此后,飛機(jī)設(shè)計(jì)人員有意降低飛機(jī)固有靜穩(wěn)定性以減小配平阻力,提高飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性。經(jīng)過(guò)反復(fù)研究與驗(yàn)證,形成了“放寬靜穩(wěn)定性”這個(gè)重要的主動(dòng)控制功能。與此同時(shí),為充分發(fā)揮電傳操縱系統(tǒng)的潛力,逐步實(shí)現(xiàn)了多控制面的自動(dòng)控制技術(shù),并對(duì)一系列新功能如機(jī)動(dòng)載荷控制、直接力控制、陣風(fēng)減緩與乘感控制、顫振控制等進(jìn)行了廣泛研究與驗(yàn)證,逐步形成了今天這樣完整的主動(dòng)控制功能。 F"年代中期,在 < HA飛機(jī)上綜合驗(yàn)證了主動(dòng)控制,在 J< H3飛機(jī)上進(jìn)行了綜合驗(yàn)證和實(shí)用鑒定,他們都以四余度模擬式電傳操縱系統(tǒng)為基礎(chǔ),利用附加舵面實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制功能。在 < HK)飛機(jī)上驗(yàn)證了數(shù)字式 <GL與 )/功能。 F"年代后期,在 < H3戰(zhàn)斗機(jī)上正式采用了電傳操縱和主動(dòng)控制的部分功能,成為生產(chǎn)型的主動(dòng)控制戰(zhàn)斗機(jī)。七八十年代,美國(guó)開(kāi)展的 </M N< H3先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)技術(shù)綜合驗(yàn)證機(jī)計(jì)劃,除進(jìn)行數(shù)字式電傳操縱系統(tǒng)的研制和飛行試驗(yàn)外,還研究自動(dòng)攻擊系統(tǒng)。自動(dòng)控制在軍用機(jī)上的成功應(yīng)用也為其在民用機(jī)上應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。像 =3" H =""、=:"、圖 H :"A等客機(jī)已采用了該技術(shù)。
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第九篇 飛行控制系統(tǒng)檢修
第二節(jié) 放寬靜穩(wěn)定性
所謂放寬靜穩(wěn)定性( ")就是對(duì)飛機(jī)靜穩(wěn)定度的要求放寬了,特意把飛機(jī)的靜穩(wěn)定性設(shè)計(jì)得小于常規(guī)要求值,甚至設(shè)計(jì)成靜不穩(wěn)定,即焦點(diǎn)靠近重心,也可與重心重合,甚至移到重心之前。這樣的飛機(jī)在受擾動(dòng)或機(jī)動(dòng)飛行時(shí)穩(wěn)定性不足或是不穩(wěn)定的。因此,必須用自動(dòng)控制的方法補(bǔ)償。放寬靜穩(wěn)定性包括縱向和航向兩種類型,基本原理相同。
圖 %& %’普通飛機(jī)與主動(dòng)控制飛機(jī)焦點(diǎn)與 (數(shù)關(guān)系圖
一、放寬靜穩(wěn)定性問(wèn)題的提出
圖 %& %’表示常規(guī)飛機(jī),其重心始終位于氣動(dòng)焦點(diǎn)之前。為保證飛機(jī)必需的靜穩(wěn)定性,重心位置與氣動(dòng)焦點(diǎn)之間的最小距離應(yīng)滿足一定要求,機(jī)翼升力所產(chǎn)生的負(fù)俯仰力矩材。,必須由平尾上偏產(chǎn)生向下平尾升力 )形成的正俯仰力矩平衡。當(dāng)飛機(jī)超音速飛行時(shí),由于焦點(diǎn)大幅度后移,穩(wěn)定度可能增大 * +&倍,產(chǎn)生很大的正穩(wěn)定裕度,即形成很大的負(fù)俯仰力矩,要求平尾提供更大的正俯仰力矩配平,因而導(dǎo)致平尾面積增加,且配平偏度隨高度增加而增加。戰(zhàn)斗機(jī)在升限上飛行時(shí),平尾幾乎配平到極限位置,使可用于機(jī)動(dòng)的平尾偏度大大減小。同時(shí),由于配平偏度大,使尾翼承載大,尾翼結(jié)構(gòu)重量也相應(yīng)增加;另一方面,機(jī)翼升力除了要與飛機(jī)重量平衡外,還要平衡尾翼升力,因而總升力減少,操縱性變壞。為保持飛機(jī)機(jī)動(dòng)性,要求機(jī)翼產(chǎn)生更大升力,相應(yīng)迎角也要增大,由此所產(chǎn)生的誘導(dǎo)阻力驟增,其結(jié)果使飛機(jī)升阻比顯著減小,這種現(xiàn)象對(duì)小展弦比的高性能飛機(jī)更為突出。有些飛機(jī)如“協(xié)和”號(hào)超音速客機(jī)飛行時(shí),由于阻力太大而采用移動(dòng)重心的辦法減小配平阻力。飛機(jī)前后機(jī)身各有尋平衡油箱,在超音速飛行時(shí)向后油箱輸油,使飛機(jī)重心后移以減
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第九篇 *飛行控制系統(tǒng)檢修
小穩(wěn)定度,亞音速飛行時(shí)又要向前油箱輸油使飛機(jī)重心前移以保持穩(wěn)定,這就要求輸油系統(tǒng)必須十分可靠,上述問(wèn)題給飛機(jī)設(shè)計(jì)帶來(lái)困難,使飛機(jī)性能降低,因此提出采用放寬靜穩(wěn)定性技術(shù)解決上述問(wèn)題。
二、采用 ""布局的效益、風(fēng)險(xiǎn)及實(shí)現(xiàn)方法
放寬靜穩(wěn)定性的效益及風(fēng)險(xiǎn)
()提高飛機(jī)的升阻比
對(duì)于放寬靜穩(wěn)定性的飛機(jī)來(lái)說(shuō)(見(jiàn)圖 %& %( ’)),亞音速時(shí)將飛機(jī)設(shè)計(jì)成靜不穩(wěn)定,焦點(diǎn)移到重心之前,超音速設(shè)計(jì)成靜穩(wěn)定的,焦點(diǎn)移到重心之后。亞音速平飛時(shí)機(jī)翼升力造成抬頭力矩,要求平尾下偏保持配平狀態(tài),總升力為機(jī)翼升力與平尾升力之和,機(jī)翼升力不再消耗在乎衡尾翼升力上,尾翼升力與機(jī)翼升力方向一致使全機(jī)升力增加。可得到兩點(diǎn)益處:一是總升力系數(shù)的最大值增加了,升力線斜率也增加了。二是同一升力系數(shù)靜不穩(wěn)定情況下的迎角比靜穩(wěn)定性下的迎角小,所以升致阻力小。在超音速狀態(tài),因放寬靜穩(wěn)定性的飛機(jī)重心比普通飛機(jī)更靠后,具有比普通飛機(jī)更小的正穩(wěn)定裕度,為配平所需的尾翼向下載荷比普通飛機(jī)要小,大大減小了尾翼尺寸和重量,降低了飛機(jī)重量與阻力,所以超音速狀態(tài)飛機(jī)也具有較高升力。圖 &—( ()進(jìn)一步表示了焦點(diǎn)位置變化與常規(guī)飛機(jī)和放寬靜穩(wěn)定性飛機(jī)的重心后限所形成的穩(wěn)定裕度的關(guān)系。常規(guī)飛機(jī)穩(wěn)定裕度總為正,主動(dòng)控制飛機(jī)在亞音速時(shí)穩(wěn)定裕度為負(fù),超音速時(shí)穩(wěn)定裕度為正。
圖 %& %)* +,-飛機(jī)采用常規(guī)和放寬穩(wěn)定性設(shè)計(jì)時(shí)的比較
圖 %& %)表示前聯(lián)邦德國(guó) +,-運(yùn)輸機(jī)采用常規(guī)和主動(dòng)控制飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)的比較,由圖 &—)(.)可知, ,/0.1在兩種情況下相差很大,同 % ,/值在靜不穩(wěn)定情況下。值比靜穩(wěn)定情況下。值要小,對(duì)減小升致阻力起重要作用。由圖 %& %)( ’)兩種情況的極曲線可看出,在放寬靜穩(wěn)定性時(shí), ,2值大時(shí)升致阻力減小很明顯。飛機(jī)配平升力系數(shù)和升阻比均增加 345左右,由于升力增加,阻力減小,其結(jié)果是提高飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性和飛行性能。據(jù)報(bào)道,放寬靜穩(wěn)定性在飛行性能上得到的突出好處是使穩(wěn)態(tài)機(jī)動(dòng)過(guò)載提高 345。從目前技術(shù)發(fā)展來(lái)看,若不用放寬靜穩(wěn)定性而采用其他措施,想要這樣大幅度地提高機(jī)動(dòng)性是不可能的。
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