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飛翼布局飛行器是未來(lái)飛機(jī)設(shè)計(jì)關(guān)注的重點(diǎn)，但它有個(gè)天生的“軟肋”——易誘發(fā)剛-彈耦合顫振。近日，這一難題被突破。

1月10日，記者從南京航空航天大學(xué)獲悉，該校團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次突破結(jié)構(gòu)強(qiáng)度極限內(nèi)的剛-彈耦合顫振屏障，將顫振臨界速度提高62.5%，創(chuàng)造了該領(lǐng)域的世界紀(jì)錄。相關(guān)成果近日發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《應(yīng)用力學(xué)評(píng)論》。

論文共同通訊作者、南航教授黃銳表示，在世界航空科技領(lǐng)域，有一塊難啃的“硬骨頭”，即飛翼布局飛行器的剛-彈耦合顫振。

“飛翼布局飛行器的機(jī)體俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、機(jī)翼彎曲頻率低，導(dǎo)致其剛體短周期俯仰模態(tài)與機(jī)翼低階彈性模態(tài)在氣流作用下相互耦合，誘發(fā)剛-彈耦合顫振，導(dǎo)致飛機(jī)飛不穩(wěn)、飛不快，如果飛行速度過(guò)快，甚至?xí)斐山怏w?！秉S銳介紹，為了避免飛機(jī)顫振，以往只好降低飛行速度和飛行任務(wù)難度。

十年來(lái)，團(tuán)隊(duì)圍繞這一難題持續(xù)攻關(guān)、步履不停，最終提出僅含四個(gè)自由度的剛-彈耦合動(dòng)力學(xué)模型，清晰探明了剛彈耦合顫振的機(jī)理，更精準(zhǔn)揭示了敏感參數(shù)對(duì)顫振特性的影響規(guī)律，徹底摸清剛-彈耦合顫振的“脾氣”。

同時(shí)，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新融合飛行力學(xué)與氣動(dòng)彈性的建模方法，成功研發(fā)出擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的剛-彈耦合飛行力學(xué)建模軟件，打破國(guó)外壟斷。

“這項(xiàng)技術(shù)就像給飛行器裝了個(gè)‘智能防顫系統(tǒng)’?！秉S銳說(shuō)，飛機(jī)上的傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)飛行數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)整氣動(dòng)力的分布，不用改動(dòng)飛行器原本的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不用額外增加重量和剛度，相當(dāng)于給飛行器增加了“隱形的支撐力和緩沖力”，從根源上抑制住顫振的發(fā)生。

借由上述技術(shù)的攻關(guān)，團(tuán)隊(duì)自主研制出展弦比超過(guò)10的柔性飛翼布局無(wú)人機(jī)驗(yàn)證機(jī)，在飛行試驗(yàn)中，驗(yàn)證機(jī)的剛-彈耦合顫振臨界速度可提升62.5%。

“這項(xiàng)技術(shù)為我國(guó)新一代飛翼布局飛行器的研制提供了重要支撐?！秉S銳說(shuō)。

（受訪方供圖）