基本介紹
- 中文名：鉸鏈力矩
- 外文名：hinge moment
- 解釋：氣流對舵軸形成的空氣力矩
- 學科：物理
- 執行通過：機械傳遞控制舵面的偏轉
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鉸鏈力矩與反操縱現象
鉸鏈力矩與速壓成正比例。飛行過程中，隨著飛行器飛行狀態的變化，鉸鏈力矩將在比較大的範圍內發生變化，影響伺服機構的動態性能。
鉸鏈力矩的極性與舵面氣動力壓力中心的位置有關。如果舵面的壓力中心位於舵軸的前方，則鉸鏈力矩的方向將與主動力矩的方向相同，從而引起反操縱現象。如果舵面轉軸離舵面壓力中心比較近，當壓心發生變化時，舵就有可能成為靜不穩定的，以致出現反操縱現象。當飛行器處於亞音速和超音速的不同飛行狀態時，壓力中心就會發生明顯的變化。因此在確定舵機的控制力矩時，必須留有足夠的餘量。在設計時，應儘量克服反操縱，使系統具有結構穩定性。
鉸鏈力矩對飛彈的操縱起著很大的作用。對於由自動駕駛儀操縱的飛彈來說，推動操縱面的舵機的需用功率取決於鉸鏈力矩的大小。對於有人駕駛的飛機來說，鉸鏈力矩決定了駕駛員施予駕駛桿上的力的大小，鉸鏈力矩越大，所需桿力也越大。
鉸鏈力矩試驗
鉸鏈力矩試驗的目的是測定飛行器的各操縱面(或稱舵面，如副翼、方向舵、升降舵或全動平尾)所作用的氣動力對轉軸中心線(稱鉸鏈軸線)的力矩，從而可得到操縱舵面所需的功率，為選擇或設計合適的操縱裝置提供依據；同時在進行舵面設計時，鉸鏈力矩的大小及壓力中心位置是選擇舵面形狀及轉軸位置的重要依據。因此，測量舵面鉸鏈力矩的同時通常也要測量舵面的法向力。在做鉸鏈力矩試驗時，要求測鉸鏈力矩的天平一般要具有三個分量，即舵面上的法向力、鉸鏈力矩、法向力繞飛行器軸線的滾轉力矩。
試驗特點
鉸鏈力矩試驗有如下幾個特點：
①由於模型較小，其舵面比較薄，試驗前難於確定舵面的壓力中心位置，從而給鉸鏈力矩天平的設計帶來困難；
②採用縮比模型試驗時，試驗雷諾數的不同將導致舵面流態的不同，引起舵面氣動力的差別；
③縫隙模擬的差別會導致鉸鏈力矩明顯變化；
④天平，特別是採用扁平片式的天平，固定端安裝在主翼上，主翼受到氣動力作用的變形會使天平測量的舵面氣動數據產生誤差。
綜上所述，鉸鏈力矩試驗是需要仔細分析和綜合考慮的。
試驗方法
舵面鉸鏈力矩可以採用測量舵面壓力分布或直接測量作用在舵面上氣動力的方法獲得。前者無論模型加工還是試驗工作量都比較大，而且壓力分布積分得到的鉸鏈力矩係數的準度不高，故很少使用，只有在測力受到限制時才採用，因此通常採用天平測力的方法。
用天平測量鉸鏈力矩可採用三種不同的模型試驗方法。
(1)單獨翼面半模型鉸鏈力矩試驗。
(2)全機半模型鉸鏈力矩試驗。
(3)全機模型鉸鏈力矩試驗。
