操纵面嗡鸣根据性质,一般讲可分为三种类型。
图1 操纵面嗡鸣类型
(1)亚音速嗡鸣
一般发现在高亚音速飞机上,是由于翼面上的激波引起附面层分离,扰动的气动作用在操纵面上造成的。
(2)跨音速嗡鸣
此时翼面上的激波已推到操纵面上,同样是因为激波引起的封面层分离造成的。
(3)低超音速嗡鸣
当翼面上的激波移到操纵面后缘时,一般认为此时是舵面上产生的气动力负阻尼造成的。
嗡鸣的频率ω,可表示成:
式中
I—操纵面的转动惯性力矩
C—弹性铰链刚度
CA—气动铰链刚度
可有如下两种:
(1)加装阻尼器,抑制气动负阻尼
这种方法很有效,但是飞行高度越低,速压越大,负阻尼力矩很大,易于使阻尼器磨损。
(2)从气动力方面消除负阻尼
从气动设计的角度讲,最好用此方法,这也是气动力设计上喜欢用的方法。
基本思想是:想办法消除负阻尼。考虑到超音速流在平面上流经凸起的角材时,会产生激波,并因此改变了角材后平面上的压力分布。
经估算或CFD仿真,确定角材高度H,不露出或少露出平面上附面层厚度时为佳,效果为不增加明显的阻力和太强的激波。
图2 平面加角材
图3 加装角材流动控制方案的米格23试飞