"操纵面的构造操纵面可看做在气动载荷作用下支持在悬挂接头上的多支点连续梁,其弯矩 、剪力 通过悬挂接头传给安定面,扭矩由接头和操纵摇臂上的操纵力共同平衡。
根据防颤振的要求应使铰链轴后的结构重量尽量轻;同时因操纵面位于翼面后部,高度特别小,一般都在靠近前缘处布置单梁,以充分利用结构高度。扭矩由梁和蒙皮构成的闭室承受,当后部三角形闭室较小,铆接质量不易保证时,后闭室的抗扭能力可不予考虑。薄翼有时也采用全高度蜂窝无肋结构。
现代飞机的尾翼和各种操纵面为了减轻重量,提高结构效率,很多采用了新材料一纤维增强复合材料,如 % &’(,波音 & )*),波音 & )+),波音 & ))),, & *’-,, & *-,我国的歼 &),运 &)等飞机。它们的结构形式多样,有关复合材料结构的设计见第七章。
*"操纵面悬挂点的确定
悬挂点的数量与位置根据以下确定:保证使用可靠;转动灵活;操纵面梁的受力特性好。增加悬挂点的数量可减小操纵面受载后的变形,使之不易与安定面相碰,可减小最大弯矩,有利于减轻结构重量,并具有破损安全特性,提高生存力,故一般应采用多于两个的悬挂点。有的大型飞机,如波音 & )-)的升降舵有 )个悬挂点。但悬挂点多,使用中易卡死并增加装配困难。为了保证互换性和便于安装,悬挂接头一般有设计补偿。除一个接头必须设计成完全固定,以消除操纵面的展向自由度外,其余接头均做成可调节形式。例如可采用过渡接头;也可在铰链轴上带自位轴承,以保证各接头的同心度。
."操纵面前缘缺口的补强
通常操纵面的前缘闭室承受其大部分扭矩。然而悬挂接头处前缘必须开缺口,因此需对缺口进行传扭补强。(’)加一对斜加强肋,与梁构成三角架。扭矩由斜肋和梁受弯传递。()加一短墙,与缺口段壁板和端肋构成局部闭室,扭矩在缺口段由诱闭室传递。(*)在缺口段用剖面为实心或空心的盒式连接件传扭,歼 &)副翼中接头即用此
型式。(.)一些小型低速飞机载荷很小时,可直接将梁局部加强,由梁本身承受、传递扭矩。 /"操纵面的气动补偿和气动平衡(’)气动补偿是为了减小操纵面的铰链力矩,从而减小驾驶杆力,常用的补偿方法有以下几种:轴式补偿。将操纵面转轴略靠后布置,利用转轴前面的气动力产生相反方向的力矩,以抵消部分铰链力矩,起补偿作用。轴式补偿构造简单,但应避免补偿过大,以
•+’•
免舵面偏转时前缘过分突出引起气流分离,甚至出现不符合操纵习惯的“过补偿”现
象。
内补偿。它的补偿面位于机翼或安定面后缘的空腔内,空腔由气密胶布隔成上、
下两部分,互不通气。当操纵面偏转时,翼面的上下压力差作用在补偿板上起补偿作
用。内补偿效率高、阻力小,而且可在补偿板前端加配重。但操纵面的偏角会受到机
翼或安定面后缘结构高度的限制
浮动式内补偿。它是对上述内补偿的改进。当操纵面偏转时,用一四连杆机构
使补偿板做上、下平行移动而非转动,可减小对操纵面偏角的限制。
对于采用无回力液压助力装置的操纵系统的飞机,一般较少采用气动补偿。
()气动平衡。有些情况下要求长时间偏转操纵面使全机获得平衡,如飞机长时
间定态飞行、某一发动机停车等。此时为消除驾驶杆或脚蹬上的力以解除驾驶员的
疲劳,需设置气动平衡装置。最常见的为各类调整片,它位于操纵面后缘,与操纵面
反向偏转,以抵消操纵面的铰链力矩。制造误差引起的不平衡则用修正片在试飞时
扳动修正,使用中不得随意扳动。
"尾翼的防颤振设计
尾翼和机翼、副翼类似有弯—扭颤振和弯曲 舵面偏转颤振。然而由于机身尾
段受载后两个平面内的弯曲变形和扭转变形对尾翼的颤振会产生影响,因此尾翼的颤振形式更为复杂多样。实践表明,因舵面重量不平衡所引起的颤振是最危险的一种形式,消除此类颤振的办法是使舵面重心位于转轴之前(过平衡)或位于转轴上(完全平衡)。这从结构本身较难做到,除尽量减轻后部重量(如后缘采用轻质材料、
蜂窝结构)外,一般须加配重。
配重有两种形式。集中配重一般放在舵面前方或放在副翼等的内补偿板的前
缘,尽量加大配重与转轴的力臂,使同样重量的配重发挥更大的效率。全动平尾常将
配重置于翼尖,由于翼尖处弯曲挠度和上、下振动时加速度最大,故配重效率高。但
集中配重必须有很好的连接刚度和局部强度。分散配重沿舵面前缘均匀分布或基本
均匀分布,现代高速飞机广泛采用分散式配重。另外,提高有关结构的刚度并满足一
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