章飞，程芳

（1.中航西飞民用飞机有限责任公司工程技术中心，西安710089）

（2.航空工业第一飞机设计研究院强度设计研究所，西安710089）

0 引 言

现代飞机操纵面驱动系统通常采用伺服控制操纵系统，这种操纵系统是不可逆的。实际上操纵面与不可逆装置之间会有间隙的存在，随着速度的增加，操纵面会发生非线性气动弹性响应，即操纵面发生极限环振荡。这种由于气动和/或结构的非线性影响形成的极限环颤振，不像常见的颤振那样具有破坏性，通常表现为等幅振动，如果其振幅过大，也会影响机体结构完整性，引发结构失效。对于采用不可逆操纵面设计的民用飞机，在适航取证过程中需满足CCAR 25.629“在气动弹性包线内不得出现任何气动弹性不稳定现象”的要求。按照咨询通告AC 25.629-1B第6.3.4节的要求，可以将操纵面间隙的影响等效成操纵刚度的变化来进行颤振分析。

Ni K等、Hu P等基于CFD/CSD耦合技术分析了含有间隙非线性的全动平尾极限环振荡，计算结果与试验数据一致，但是CFD/CSD耦合技术要求建模精度高，同时计算量庞大。描述函数法是从频率域的角度研究非线性控制系统稳定性的一种高效的等效线性化方法，是求解非线性颤振常用的方法。Tang D M等应用描述函数法求解直升机叶片的非线性颤振，将结果和数值计算及试验数据进行了比较，验证了描述函数法解的有效性；陈文等对常用的间隙非线性颤振分析方法的优缺点进行了总结，并提出基于地面共振试验的结果获得等效操纵刚度，使用改进的描述函数法分析得到临界发散速度，其结果与颤振风洞试验结果是一致的，虽然方法可行，计算结果准确，但是不能得到详细的振动特性。……