基本介紹
- 中文名：抖振
- 外文名：buffeting
- 性質：結構的一種振動方式
- 典型例子：飛機尾翼抖振
- 一級學科：航空科技
- 二級學科：飛行術語
簡介,抖振產生,抖振邊界飛行試驗,
簡介
抖振在飛機中是指在分離氣流或尾流激勵下發生的飛機部件按結構自然頻率的振動。抖振的最主要例子是飛機的尾翼抖振。當尾翼處於機翼、機翼—機身接合部或其他部件的尾流中時，尾流中的擾動迫使尾翼作強烈的振動。在飛機作大迎角飛行時，特別容易發生尾翼抖振。在歷史上曾造成嚴重事故。機翼的抖振來自本身氣流的分離。在跨聲速範圍內，激波誘發的邊界層分離則是導致抖振的另一重要原因。抖振限制了飛機的可用升力係數和馬赫數。防止抖振的措施通常是整流氣動外形和恰當地安排尾翼與機翼和機身的相對位置。
抖振是一種隨機性振動，但在頻域內是有規則的，其功率譜的主峰值一般與第一階固有頻率相對應。相較於顫振，抖振雖然不會立刻破壞飛行器的結構，但是增加的結構應力會降低飛行器疲勞壽命；同時，抖振還會對飛行器的氣動性能、武器系統、機械電子儀器設備以及乘員的舒適性等產生不利影響。嚴重的抖振還可能導致駕駛員失去操縱能力，從而危及飛行及駕駛員的安全。所以，飛行器設計都把抖振作為一個重要的因素予以考慮。
抖振可區分為升力型和非升力型兩類。升力型抖振出現在翼面上，包括通常所說的大迎角抖振、激波引起的抖振及機翼尾跡導致的尾翼抖振(見右圖)；非升力型抖振是指因飛行器外形突變而引起的抖振，常見於飛機炸彈艙門、減速板打開，起落架放下的狀態及運載火箭面積變化率不連續等。
飛行器的抖振特性包括抖振邊界、抖振深入特性及抖振載荷。抖振邊界是指機翼抖振開始發生時的飛機迎角或此迎角下升力係數隨Ma變化的曲線，表示超過此邊界飛行器即會產生抖振。對於民航飛機，其巡航飛行狀態都必須在抖振邊界以下並留有一定裕度(通常預留裕度為ΔCL=0.1)；對於軍用戰鬥機，因有很高的機動能力要求，可超越抖振邊界飛行，所以必須測量抖振深入特性和抖振載荷。抖振載荷是指飛行器結構對分離氣流脈動壓力激勵的回響，是結構振動強度的定量描述。飛行器的最小允許速度、安全飛行速度、垂直和水平機動能力等重要飛行性能的確定都和抖振特性密切相關。
抖振產生
激振力幾乎不受振動本身的影響。主要實例為飛機尾翼的抖振。當飛機作跨聲速飛行時，機翼表面有局部超聲速區，該區以激波結束。激波與翼面上的邊界層有強烈的相互作用 ，當激波強度足夠大時，導致邊界層分離。分離氣流很不穩定，當其流向下游衝擊尾翼時，就使尾翼發生抖振。發生抖振的飛行馬赫數同翼剖面的形狀和迎角有關。當自由流速達到超聲速時，激波移至後緣，抖振消失。此外，飛機作低速大迎角飛行時，機翼表面及翼身結合處的邊界層嚴重分離，挾帶大量混亂渦的分離氣流衝擊尾翼同樣引起抖振。抖振嚴重時，飛機有可能在空中解體。
