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高机动飞机机翼机动载荷控制方法

赵卓林 左林玄 钱卫 陈同银 瓮哲 王子安

赵卓林,左林玄,钱卫,等. 高机动飞机机翼机动载荷控制方法[J]. 北京航空航天大学学报,2026,52(2):482-489 doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0811
引用本文: 赵卓林,左林玄,钱卫,等. 高机动飞机机翼机动载荷控制方法[J]. 北京航空航天大学学报,2026,52(2):482-489 doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0811
ZHAO Z L,ZUO L X,QIAN W,et al. Wing maneuvering load control method of high maneuvering aircraft[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2026,52(2):482-489 (in Chinese) doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0811
Citation: ZHAO Z L,ZUO L X,QIAN W,et al. Wing maneuvering load control method of high maneuvering aircraft[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2026,52(2):482-489 (in Chinese) doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0811

高机动飞机机翼机动载荷控制方法

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2023.0811
基金项目: 

国家自然科学基金(11402115)

详细信息
    通讯作者:

    E-mail:qianwei@dlut.edu.cn

  • 中图分类号: V215.1

Wing maneuvering load control method of high maneuvering aircraft

Funds: 

National Natural Science Foundation of China (11402115)

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  • 摘要:

    高机动飞机的机动载荷是机体结构强度主要设计约束,对飞机的机体结构质量和飞行疲劳损伤情况影响较大。面向高机动飞机对更轻机体结构和更长飞行使用寿命的要求,提出以法向过载为反馈参数,通过操纵面动态偏转实施机翼机动载荷控制的方法,以常规布局高机动飞机的典型极限机动为研究对象,综合分析机翼操纵面偏转影响优选了载荷控制策略,并完成了不同门限启动控制策略的机翼机动载荷控制效果仿真分析。结果表明:以75%最大法向过载为启动门限,按选定的策略将操纵面动态偏转5°,即可达到将机翼弯矩峰值降低10%的控制效果,所提方法在降低高机动飞机机体承载能力要求和减轻高机动飞机机体疲劳损伤方面具有重要的应用潜力和前景。

     

  • 图 1  机动载荷仿真分析方法

    Figure 1.  Method for simulating and analyzing dynamic loads

    图 2  机翼载荷影响因素分析

    Figure 2.  Analysis of factors influencing wing loads

    图 3  机翼载荷控制分析方法

    Figure 3.  Method for analyzing wing load control

    图 4  飞机结构有限元模型

    Figure 4.  Finite element model of aircraft structure

    图 5  机体坐标系

    Figure 5.  Aircraft body coordinate system

    图 6  机翼局部坐标系

    Figure 6.  Wing local coordinate system

    图 7  机翼根部弯矩随操纵面角度的变化

    Figure 7.  Variation of wing root bending moment with control strategy

    图 8  机翼中部弯矩随操纵面角度的变化

    Figure 8.  Variation of bending moment in middle of wing with control strategy

    图 9  右前缘襟翼铰链力矩随操纵面角度的变化

    Figure 9.  Variation of hinge moment of right leading edge flap with control strategy

    图 10  左内侧襟副翼铰链力矩随操纵面角度的变化

    Figure 10.  Variation of hinge moment of left inner flap and aileron with control strategy

    图 11  右内侧襟副翼铰链力矩随操纵面角度的变化

    Figure 11.  Variation of hinge moment of right inner flap and aileron with control strategy

    图 12  左外侧副翼铰链力矩随操纵面角度的变化

    Figure 12.  Variation of hinge moment of left outboard aileron with control strategy

    图 13  右外侧副翼铰链力矩随操纵面角度的变化

    Figure 13.  Variation of hinge moment of right outboard aileron with control strategy

    图 14  机动载荷控制逻辑

    Figure 14.  Logic for controlling dynamic loads

    图 15  法向过载时间历程曲线

    Figure 15.  Normal acceleration time history curves

    图 16  滚转角速度时间历程曲线

    Figure 16.  Roll rate time history curves

    图 17  控制面偏转角度时间历程曲线

    Figure 17.  Deflection angle time history curves of control surface

    图 18  右机翼弯矩时间历程曲线

    Figure 18.  Bending moment time history curves of right wing root

    图 19  左机翼弯矩时间历程曲线

    Figure 19.  Bending moment time history curves of left wing root

    表  1  机动载荷计算工况

    Table  1.   Maneuvering load calculation condition

    序号 $ {\mathrm{\delta }}_{\mathrm{l}\mathrm{e}} $/(°) $ {\mathrm{\delta }}_{\mathrm{t}\mathrm{e}} $/(°) $ {\mathrm{\delta }}_{\mathrm{a}} $/(°)
    1 0 0 0
    2 0 0 −5~5
    3 0 −5~5 −5~5
    4 −5 0 0
    5 −5 0 −5~5
    6 −5 −5~5 −5~5
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    表  2  机翼载荷峰值控制效果与对平尾的影响

    Table  2.   Control effect of wing load peak and its influence on horizontal tail

    序号 工况 机翼载荷相对变化量/% 平尾载荷相对变化量/%
    1 无控制 0 0
    2 门限5g启动 −11.3 2.5
    3 门限6g启动 −10.7 1.8
    4 门限7g启动 −4.5 1.0
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-12-13
  • 录用日期:  2024-07-05
  • 网络出版日期:  2024-12-11
  • 整期出版日期:  2026-02-28

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