[发明专利]一种抑制飞机舵面颤振的方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞机飞控系统与飞控舵面领域，特别是涉及作动系统与飞控舵面的耦合振动领域。

背景技术

航天航空发展史上，气动弹性问题一直是困扰飞行器安全和发展的重要技术关键。随着现代飞行器的飞行速度以及机动性的大幅调提高，颤振问题比以前更为突出。现代飞行器的伺服控制系统具有很高的频响特性，易引起弹体弹性振动与伺服控制系统耦合振荡。尤其是飞机伺服控制系统的固有频率与舵面的固有频率接近时，则更容易发生系统耦合共振，从而引起舵面颤振。

抑制舵面颤振的方法有多种，通常是基于刚性弹体的数学模型确定控制系统的设计参数，再针对弹体一阶弯曲模态建立弹性弹体的数学模型，设计一个合适的限幅滤波器，通过经验和试验相结合的手段调节其中的参数，然后对控制系统的稳定性进行校核，在保证不影响控制系统基本性能的前提下，避免伺服颤振的发生。该方法适用于设计阶段，若飞机生产制造装配完毕依然有舵面颤振发生，则该方法就很难使用。本发明则是针对飞机生产制造装配完毕依然有舵面颤振发生的情况，此时，舵面已经定型且不易改动，因此考虑从伺服控制系统着手解决该问题。其方法是在作动系统的作动筒的进油与回油之间串接双向限流活门，从而改变作动器的互漏，进而改变作动系统的固有频率，达到抑制舵面的伺服颤振的效果。

发明内容

本发明的目的：克服现有飞机在结构设计生产制造完毕且不易改动的情况下，伺服控制系统的固有频率与舵面固有频率接近而引起的舵面颤振问题。

本发明的技术方案：为实现上述目的，本发明通过在伺服控制系统的作动筒的进油与回油之间串接双向限流活门，改变作动系统的互漏，进而改变伺服控制系统的固有频率，从而抑制舵面的伺服颤振。本发明是通过试验手段实现的。

一种抑制飞机舵面颤振的方法，通过在伺服控制系统的作动筒的进油与回油之间串接双向限流活门，双向限流活门的确定方法包括以下步骤：

第一步：根据作动系统的性能要求，通过试验，获得作动系统的带宽和谐振频率参数；

第二步：选择内径合适的多个双向限流活门；

参考作动系统的带宽和谐振频率参数，选择五个以上不同内径的双向限流活门，选取的双向限流活门的内径范围为0.1mm～1.5mm，不同双向限流活门的内径差不大于0.15mm。

第三步：安装不同内径的双向限流活门，通过试验，比较选择对系统性能影响最小又抑制了舵面颤振的双向限流活门；

第四步：对第三步选定的双向限流活门，再通过试验，确认其对系统性能的影响在设计要求范围内且很好抑制了舵面颤振，然后安装在飞机的作动筒上。

本发明产生的积极效果：本发明通过在伺服控制系统的作动筒的进油与回油之间串接双向限流活门，抑制舵面的伺服颤振。该方法通过试验手段实现，简单可靠，操作简便，可适用于飞机生产制造装配完毕依然有舵面颤振发生的情况，节省了解决问题的时间，降低了设计生产成本，保证了飞机飞行安全。

附图说明

图1为本发明的串接双向限流活门安装示意图。

具体实施方法

一种抑制飞机舵面颤振的方法，通过在伺服控制系统的作动筒的进油与回油之间串接双向限流活门，双向限流活门的确定方法包括以下步骤：

第一步：根据作动系统的性能要求，通过试验，获得作动系统的带宽和谐振频率参数；

检查作动系统设计要求，明确作动器的性能参数，并通过试验，获取作动系统的带宽和谐振频率。

第二步：选择内径合适的多个双向限流活门；

参考作动系统的带宽和谐振频率参数，分别选择五个以上不同内径的双向限流活门。选取的双向限流活门的内径范围为0.1mm～1.5mm，不同双向限流活门的内径差不大于0.15mm。

第三步：安装不同内径的双向限流活门，通过试验，比较选择对系统性能影响最小又抑制了舵面颤振的双向限流活门；

首先选取内径为0.1mm的双向限流活门，安装到作动筒的进油与回油之间，通过试验，获取加装了该物件后的系统的性能参数，与设计要求进行对比，若满足设计但对抑制颤振的效果较差，则再次选取内径为0.2mm的双向限流活门安装到作动筒的进油与回油之间，再次经过试验与设计要求进行对比，若满足设计但对抑制颤振的效果较差，则继续更换，直到选到既满足设计要求又抑制了舵面颤振的双向限流活门。此时，还应选取更大一级内径的双向限流活门并进行试验，若试验结果不满足设计要求，则认为前一个为最佳。

第四步：对第三步选定的双向限流活门，再通过试验，确认其对系统性能的影响在设计要求范围内且很好抑制了舵面颤振，然后安装在飞机的作动筒上。

对所选取得最佳的双向限流活门，安装到作动筒的进油与回油之间，通过试验再次确认加装后的系统各项性能参数，主要有作动器的输出力、输出速度、缩回速度及运动时间，使这些参数都能符合要求即可。然后可以选择货架产品或自制该物件，最后将其安装到飞机上以解决舵面伺服颤振的问题。