氣動伺服彈性技術

氣動伺服彈性技術是現代飛機設計中的重要問題之一。是在飛機研製中考慮非定常氣動力、結構動力學和飛行控制系統三者互相作用而產生的一門學科。氣動伺服彈性設計最佳化是一個非線性的、多學科耦合的、設計變數可行域非連續的最佳化問題。這是一項新興的工程技術，它的背景是主動柔性機翼工程，以證明主動控制技術和氣動伺服彈性技術在機翼設計中的關鍵作用。

發展歷程

自從飛機誕生以來, 發散、顫振以及陣風回響等氣動彈性問題就成為影響飛機穩定性及飛行性能的重要因素。在傳統的飛行器設計過程中, 氣動彈性工作通常負責對已有的設計方案或原型機進行分析、校核, 並提出修補措施, 如設定配重、增加阻尼以及增設陷幅濾波器等。

隨著輕重量、高性能飛行器的發展, 飛行器結構柔性趨於增大, 使得氣動彈性問題更加突出, 甚至成為結構設計的關鍵條件之一。以氣動彈性性能為約束條件的結構最佳化貫穿于飛行器設計的各個階段。特別是複合材料的套用有效地提高了飛行器結構設計的手段。

涉及方面

氣動伺服彈性涉及到結構、氣動以及控制等多學科問題, 這些問題通常是以非理想的耦合形式存在的。在飛行器氣動伺服彈性設計中, 採用單純的結構最佳化或控制律最佳化都難以達到最優的設計, 從而必須將設計領域拓寬為多個學科, 同時考慮多個學科的約束和性能指標, 即進行多學科設計最佳化( MDO) 。氣動伺服彈性設計最佳化是一個非線性的、多學科耦合的、設計變數可行域非連續的最佳化問題。國外分別採用分層技術、敏度最佳化和非敏度最佳化方法對該問題進行了研究, 國內在這方面也開展了一些研究。