下降。
现将掠角与发散速度的关系可以看到，前掠翼的发散速度过低。究其原因，掠角
不论后掠还是前掠，弯曲与扭转两种变形是耦合的。关键在于，在后掠翼上产生了外
洗效应，而在前掠翼上产生了内洗效应。内洗是前掠翼发散速度下降的根本原因。
（）复合材料前掠翼气动弹性剪裁设计
由于各向同性金属材料的前掠翼设计遇到了难以逾越的扭转发散的障碍，铝合
金结构的前掠翼为此要付出沉重的重量代价。
控制前掠翼的内洗，并使其转化为外洗是提高前掠翼发散速度的根本途径—。
翼面交叉耦合刚度，弯曲曲率与扭转曲率之间的耦合刚度，对控制翼面内洗和外洗起
决定性作用。
复合材料层合板翼面弯扭刚度矩阵［"］中弯扭耦合刚度系数 "、"为不同取
值时，复合材料翼面出现不同的弯曲、扭转变形耦合结果，如图 % &’ &所示，可以
产生外洗或内洗效应。
当 " (" (’时，翼面层合板弯曲与扭转无耦合效应（图 % &’ &（)））。
"和 "为负值时，翼面层合板向上弯曲变形时扭转变形使前缘向下，即产生外
洗效应（图 % &’ &（*））。
"和 "为正值时，翼面层合板向上弯曲变形时，扭转变形使前缘向上，即产生
内洗效应，（图 % &’ &（ +））。
因此，复合材料前掠翼气动弹性剪裁设计的重点是使弯扭耦合刚度系数 "、"
为负值。
采用对称非均衡铺层设计可以实现 "、"为负值，是目前复合材料前掠翼气动
弹性剪裁设计的主要方法之一。对称铺层可使［ ,］(’，即无面内载荷与面外载荷之
间的变形耦合，有利于控制固化变形。非均衡铺层设计可采用 -角铺层与—口角
铺层两者数目不等的方法，也可采用改变均衡铺层板中任一铺设角度数的方法实现（参见 ./ / %）。具体设计方案视具体结构而定。关于复合材料前掠翼气动弹性剪裁设计的理论公式推导和效益分析，请查阅有关参考文献。
以上关于前掠翼设计，重点讨论了提高发散速度的技术途径。实际上，气动弹性
剪裁是一个综合性设计。有多种气动弹性性能上的效能。除了提高发散速度（特别
是对前掠翼）之外，还有提高颤振速度、改善操纵安定品质、减缓机动载荷、改善升阻
极曲线的升阻比特性等。这些性能都与气动弹性的变形控制密切相关，集中反映在
内洗、外洗和弦向弯度的控制三个方面，同时，改善这些性能技术措施之间又有矛盾。
一般讲，防止发散与防止颤振是矛盾的。机翼外洗有利于防止发散，而机翼内洗有利
于提高颤振速度。因此，气动弹性剪裁时，必须全面考虑，综合平衡，折衷，实现多约
•1.0•
" "%弯扭耦合刚度正负值（见方括号）与翼面出现
外洗和内洗关系示意图
（&）正交各向异性，无弯扭耦合（’）各向异性，弯扭耦合（外洗）
（(）各向异性，弯扭耦合（内洗）
束下的综合优化设计。
第四节 %整体油箱设计
机翼整体油箱是机翼结构中参与机翼总体受力的相对独立的密封多闭室结构；是集结构承载功能与油箱功用为一体，同时满足结构设计要求和油箱设计要求的机 •+*)•
第三篇 ,复合材料飞机结构设计
翼盒段。
复合材料机翼整体油箱设计同样包括结构设计和油箱设计两大主要方面的要求。机翼结构设计有关问题本章上述内容已作了介绍，这里重点阐述油箱设计有关问题。
一、复合材料油箱设计要求
复合材料油箱设计要求与金属材料油箱相比，由于复合材料与金属材料在导电性和成形工艺的显著差异，使复合材料油箱密封、静电防护和雷击防护显得十分重要。
二、油箱密封设计
（）油箱密封设计要求
机翼整体油箱应在滑行、爬升、航行、着陆等各种载荷状态下和由内部充压引起的重复载荷下，在规范规定的期限内（战斗机一般为 "，此期限不包括分散系数）不应因发生漏油而影响使用。
（"）复合材料油箱密封设计一般原则 整体油箱部位使用的层合板，其孔隙率应不大于 %，以保证不渗漏油。 "尽量采用共固化整体成形构件，可明显缩短密封缝的总长度。 油箱周边零构件应避免分段和采用装配式加强件。周边零构件的弯边应朝向
非密封区一侧。 应保证密封处有足够的刚度，以减小密封缝在外载荷作用下的相对变形，避免产生不利于密封的变形。 %密封区机械连接紧固件的直径应不小于连接处层合板总厚度，其间距和排距确定必须考虑密封要求。密封处耳片螺栓连接正确位置要精心设计。 &密封区复合材料骨架设计修合余量为 & ’((；对复合材料，金属混合骨架，复合材料骨架零件设计制成负偏差，金属骨架零件为正偏差，以便修合。（)）油箱密封效果需经试验验证。
三、油箱防静电设计
静电存在是一个普遍现象。飞机在加油和使用过程中，机翼油箱内的燃油始终处于振动状态，特别是机动飞行时，燃油与油箱内部结构产生剧烈的摩擦、撞击、溅泼等现象，燃油本身也会搅动，从而产生大量静电。静电产生的同时，也存在随导体泄漏、释放。然而复合材料本身是电的不良导体，静电泄漏很慢，导致静电的积累。当静电累积达到一定程度、油箱内环境又有引发放电敏感条件，如油箱内部的尖角、凸
•+**•
包等，引发产生放电火花，点燃航空燃油蒸汽和空气的混合气体，造成油箱燃炸或火灾事故。油箱防静电措施，从静电的产生和静电的消散、中和两个方面考虑：
（）采取措施减少静电产生，主要方法有：
使用抗静电剂（渗入燃油中）；
"改善油箱内壁表面质量，降低粗糙度；
油箱内部结构应避免毛刺或其他凸起物，减少可能引发放电的部位。
（"）采取措施加快静电消散，主要方法有： 油箱内壁采取火焰喷涂铝层； "油箱内壁喷涂抗静电涂料层； 油箱内悬挂金属网（工艺难度大）。油箱静电安全性评估必须经静电防护试验结果证实。具体试验项目，由油箱使 中国航空网 www.aero.cn 航空翻译 www.aviation.cn 本文链接地址：飞机检测与维修实用手册 2(46)
