先进战斗机全动V尾抖振动强度设计与验证
2020-07-08金伟杨智春孟德虹陈炎黄虎王勇军何石陈园方
航空学报 2020年6期
金伟,杨智春,孟德虹,陈炎,黄虎,王勇军,何石,陈园方
1. 中国航空工业成都飞机设计研究所,成都 610091
2. 西北工业大学 航空学院, 西安 710072
3. 中国空气动力研究与发展中心,绵阳 621000
4. 中国飞机强度研究所,西安 710065
大迎角(Angle of Attack, AoA)机动飞行能够迅速改变飞机的速度矢量与机头指向、抢占有利的攻击位置、并率先发动攻击。同时还能将自己飞机的位置始终处于对手转弯半径的内侧,可有效规避敌方武器系统的攻击、形成战术上的绝对优势。采用鸭翼前置与全动V型双垂尾布局的气动设计方案,可充分实现其良好的大迎角机动可控飞行,可充分发挥新一代战斗机的超机动性等先进战技指标。因此,在中国先进战斗机研制的双垂尾结构设计中,充分利用了这种先进设计方案对飞机整体性能带来的优势。
在大迎角飞行时,飞机前机身高强度的脱体涡破裂会导致后机身V型全动垂尾发生严重的抖振[1-2]。V尾抖振不仅会大幅降低结构的疲劳寿命,使结构过早产生疲劳裂纹甚至断裂破坏,增加飞机的维护成本,降低机群的出勤率,还会严重影响飞机的飞行控制性能和飞行品质,并造成仪表显示判读困难,武器火控系统的瞄准、跟踪和射击精度严重降低,限制了飞机的机动飞行包线,降低了新一代战斗机超机动性能的发挥。更有甚者,严酷的抖振环境还可能导致机载设备功能失效,使飞机失去控制,造成飞机失事。因此,在中国先进战斗机结构平台设计中,能否解决好大迎角机动飞行导致的V尾抖振问题,将对新一代战斗机先进战技性能的发挥、提高V尾结构的抗振动疲劳寿命以及降低飞机的结构维护成本产生严重的影响。……
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