闫 昱，路 波，杨兴华，郭洪涛，余 立

(中国空气动力研究与发展中心 高速空气动力研究所，绵阳 621000)

0 引 言

操纵面嗡鸣是飞行器在跨声速阶段飞行时发生的一种气动弹性不稳定现象，通常表现为操纵面绕其刚轴的不衰减单自由度高频自激振动，有的学者也将其称为单自由度颤振[1]。

嗡鸣的发生对于飞行器来说是非常不利的，轻则降低操纵面效率，重则导致操纵面甚至安定面结构破坏，发生灾难性的飞行事故[2]。自飞行器进入跨声速飞行时代，因操纵面嗡鸣引发的飞行事故时有发生。早在二战期间，美国洛克希德公司在P-80 喷气式战斗机飞行试验中首次观察到操纵面嗡鸣现象，高马赫数试飞中操纵面嗡鸣直接导致副翼完全损坏[3-4]。贝尔公司的X-1 超声速飞机在Ma= 0.86～0.95 范围内出现了副翼嗡鸣，后续的X-1A 飞机也存在类似问题；飞行员甚至观察到激波在操纵面上来回移动，同时感受到操纵面的剧烈振动[4]。20 世纪90 年代初，美国海军研制的T-45“苍鹰”高级舰载教练机在Ma=0.95、高度为2×104ft（约6 096 m）及Ma= 0.9、高度为1×104ft（约3 048 m）试飞过程中，均出现了方向舵嗡鸣问题[5]。诺斯洛普·格鲁门公司的高空长航时全球鹰无人机在高空飞行试验过程中，左右机翼内/外侧副翼同时出现了明显的嗡鸣现象，机载测试仪器清晰记录了典型的振动及载荷数据[6]。

在国内，操纵面嗡鸣问题同样困扰着飞行器设计部门，多型高速歼击机在飞行试验过程中出现操纵面嗡鸣问题，如图1 所示，某飞机在试飞过程中方向舵发生嗡鸣导致破坏，严重影响了型号的研制进程[7]。……