(5.4.1)--5.4 气动弹性及其影响.pdf

高等飞行动力学

——气动弹性及其影响

气动弹性

在气动载荷和惯性力作

用下飞机结构会发生变

形，导致局部气动载荷

变化

——气动弹性效应

气动弹性包括静弹性变

形和结构弹性振动，会

对飞机的操稳特性及飞

行性能产生影响，尤其

是高速状态下。

弹性变形的影响——静弹性变形

准静弹性假设：飞机结构刚度较大，飞机结构弹性

运动参数变化

变形的自振频率远高于飞机运动频率。

气动载荷变化

飞机变形

结构准平衡

空气动力变化

处理方法：采用修正因子确定弹性变形后的气动力操稳特性变化

一般做法：采用修正因子确定结构弹性变形后的气动力参数

修正量主要取决于动压与马赫数

本质上是将飞机本体作为刚体，忽略了弹性变形过程中的惯

性项和阻尼项的作用。仅适用于弹性振荡频率远高于飞机运

动频率的情况。

弹性变形的影响——结构弹性振动

当飞机运动频率与飞机结构振动频率相差不大时，准静弹性假设将不再满足

应将飞机视为n个质点（包括重心）组成的弹性结构

广义坐标

描述飞机结构弹性变形运动，需采用广义坐标：

在运动的某一时刻，能够确定这n个质点位置的独

立参数被称为广义坐标，用矢量表示。

以机翼为例，可视为由若干刚性杆

相联的两个质点表示的机翼段组成，

其广义坐标可用每个翼段刚心处的

垂直方向位移和此翼段的扭转变

形角表示，即

={,,,,,,,}

12341234

弹性飞机的纵向振动运动方程组可写为以下矩阵形式