編號： 畢業(yè)設(shè)計(論文)外文翻譯（譯文）學(xué) 院： 機電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師單位： 姓 名： 職 稱： 年 3 月 8 日副翼設(shè)計 第 12 章控制界面的設(shè)計出自：飛機設(shè)計：系統(tǒng)工程方法穆罕默德 Sadraey792 頁 2012 年 9 月，精裝 Wiley 出版的期刊12.4.1 簡介副翼的主要功能是橫向（即卷）控制飛機;然而，它也影響該方向控制。由于這個原因，副翼和方向舵是通常并發(fā)設(shè)計。橫向控制主要是通過滾動率監(jiān)管（ P） 。副翼是機翼的結(jié)構(gòu)部分，且具有兩片;每個位于所述后翼左側(cè)和右側(cè)部分的外周部的邊緣。這兩個副翼常對稱地使用，因此它們的幾何形狀是相同的。副翼成效是衡量有多好偏轉(zhuǎn)副翼是生產(chǎn)所需的滾轉(zhuǎn)力矩。該產(chǎn)生的側(cè)傾力矩是副翼大小，副翼偏轉(zhuǎn)，它的距離的函數(shù)從飛機機身中心線。不像方向舵和升降舵這是位移控制，副翼是速率控制。如有任何變動，副翼幾何形狀或彎曲將改變側(cè)傾率;隨后不斷變化的側(cè)傾角。任意控制面，包括副翼的偏轉(zhuǎn)涉及鉸鏈時刻。鉸鏈力矩的氣動力矩必須克服以 偏轉(zhuǎn)控制面。該鉸鏈力矩支配的增強幅度移動相應(yīng)的執(zhí)行器偏轉(zhuǎn)的控制面試驗所需的力。至 最小化的尺寸和致動系統(tǒng)因而成本，副翼應(yīng) 設(shè)計成使得控制力盡可能的低。在副翼的設(shè)計過程中，4 個參數(shù)需要確定。他們是：（1）副翼平面面積（ 一個）aS; 2，副翼弦/ SPAN( ）; 3，最大和副翼向下偏轉(zhuǎn)（ ）;沿副翼的內(nèi)緣和aBC和 maxA??4。位置 翼展（ ） 。圖 12.10 顯示了副翼的幾何形狀。作為一般的指導(dǎo)下，對于這些aib參數(shù)的典型值如下： =0.05?0.1， =0.2?0.3， =0.15-S/ba/Ca/0.25， =0.6-0.8，和 = ?；谶@種統(tǒng)計，約 5%至 10％ 機翼面積是i/ maxA???0專門用于副翼，副翼到翼弦比 約 15％到 25％，副翼到翼展比為約 20-30％，并在內(nèi)側(cè) 副翼翼展是翼展約 60％至 80％。表 12.17 說明 幾架飛機副翼的特點。影響副翼的設(shè)計因素是：（1）所要求的鉸鏈力矩 2 副翼有效性， 3 。空氣動力學(xué)和質(zhì)量平衡 4 。瓣幾何， 5，飛機結(jié)構(gòu)，和 6。成本。副翼有效性是衡量如何有效副翼偏轉(zhuǎn)是在產(chǎn)生所需的軋制力矩。副翼成效是功能，它的規(guī)模和它的重力飛機的中心距。鉸鏈力矩也重要的，因為它們是用空氣動力力矩必須克服以旋轉(zhuǎn)副翼。鉸鏈力矩支配的力把先導(dǎo)的移動所需的大小副翼。因此，必須十分小心，在設(shè)計副翼用于使得控制力量是可以接受的限度之內(nèi)的飛行員。最后，空氣動力學(xué)和質(zhì)量平衡與技術(shù)交易，以改變鉸鏈力矩，使粘力撐可接受的范圍內(nèi)。在上一節(jié)討論的操縱品質(zhì)管控這些因素。在本節(jié)中，副翼設(shè)計，設(shè)計過程中，執(zhí)政的校長方程，約束和設(shè)計步驟，以及一個完全解決例子給出。12.4.2 副翼設(shè)計原理在飛機性能要求的清單基本產(chǎn)品的可操作性。 飛機機動性是發(fā)動機推力，慣性飛機質(zhì)量矩的函數(shù)， 和控制電源。其中一個主要的控制表面，導(dǎo)致飛機是 沿著它的三維飛行路徑（即機動）帶領(lǐng)到其指定的目的地是副翼。副翼就像放置在機翼后緣的外側(cè)平原襟翼。右副翼和左副翼偏轉(zhuǎn)差異，同時產(chǎn)生關(guān)于 x 軸滾轉(zhuǎn)力矩.因此，副翼的主要作用是將側(cè)傾控制; 但它會影響偏航控制為好。側(cè)傾控制是對的根本依據(jù) 副翼的設(shè)計。表 12.12（橫向方向的操縱品質(zhì)要求）提供顯著的標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計的副翼。此表指定所需的時間到銀行的飛機在指定銀行的角度。由于控制面的有效性是最低的是速度較慢，在起飛或著陸操作的側(cè)傾控制是飛行相在哪個副翼的大小。因此，在設(shè)計副翼必須只考慮的飛行，通常是 B 相 1 級和最關(guān)鍵階段。根據(jù)牛頓第二定律為一個旋轉(zhuǎn)運動，所有的總和 在作用力矩等于角動量的時間變化率。如果質(zhì)量和客體（即車輛的幾何形狀是固定的，該法被降低到一個更簡單 版本：所有矩的總和等于慣性時間的質(zhì)量矩大約乘以角速度變化率的軸線或旋轉(zhuǎn)的對象。在一個滾動運動的情況下，所有的軋制力矩的總和（包括 飛機的氣動力矩）等于慣性飛機質(zhì)量矩繞 x 軸 乘以時間變化率的側(cè)傾率（ ）P。t/?一般來說，有兩種力量參與產(chǎn)生的滾轉(zhuǎn)力矩：1. 在機翼升力由于副翼角的變化增量的變化，2 .飛機滾動 在 YZ 平面阻力。圖 12.11 說明了前視飛機的地方 在電梯由于副翼偏轉(zhuǎn)（ ）和增量拖動由于增量變化軋制速度被示出。L?在圖 12.11 的飛機計劃有正面的卷，所以正確的副翼偏轉(zhuǎn)和左側(cè)副翼向下（i.e） 。在總空氣動力滾轉(zhuǎn)力矩一個滾動的運動是：A??因素 2 已在當(dāng)下，由于提升到占左，右副翼被引入。該因子 2 是不考慮的滾轉(zhuǎn)力矩由于滾動拖拽計算，因為平均滾動阻力會在以后計算。參數(shù) yL 每個副翼和 x 軸（重力即飛機中心）之間的平均距離。參數(shù) YD 是軋制拖動中心與 x 軸（即間的平均距離 重力飛機的中心） 。一個典型的位置，這個距離大約是 40％，從根弦機翼半翼展的。在飛機短臂展和大型副翼（如戰(zhàn)斗機，如通用動力公司的 F-16 戰(zhàn)隼（圖 3.12）拖不顯著影響力的軋制速度。然而，在飛機用長翼展和小副翼;如轟炸機波音 B-52（圖8.20 和 9.4）;滾動誘導(dǎo)阻力對軋制速度的顯著作用。例如，對 B-52 大約需要 10 秒至有 45 度在低速一個坡度角，而對于一個戰(zhàn)斗機如 F-16 的情況下;它需要一個第二對這樣的軋輥的僅一小部分。由于這樣的事實，副翼位于從飛機的重心的一段距離，通過副翼產(chǎn)生的增量升力偏轉(zhuǎn)向上/向下，創(chuàng)建一個軋制力矩。然而，氣動滾轉(zhuǎn)力矩一般建模為機翼面積（S）的函數(shù)，翼展（b）中，動壓（Q）為：其中 CL 是軋制力矩系數(shù)和動壓力是:其中? 為空氣密度和 VTIS 飛機真空速。參數(shù) CLI 方面該機配置，側(cè)滑角，舵偏轉(zhuǎn)和副翼偏轉(zhuǎn)角的函數(shù)。在對稱飛機無側(cè)滑和無舵偏轉(zhuǎn)，這個系數(shù)是線性建模為：該參數(shù)被 稱為飛機滾轉(zhuǎn)力矩系數(shù)，由于對副翼偏轉(zhuǎn)衍生物，也被稱為副翼滾AlC?轉(zhuǎn)控制功率。該機軋制拖動引起的軋制速度可以被建模為：為飛機平均 在滾動運動飛機的風(fēng)阻系數(shù)。這個系數(shù)是約 0.7 - 1.2，其中包括D在機身的拖動貢獻(xiàn)。參數(shù) 是機翼平面面積，水平尾翼平面面積，和垂尾平面面積的toS總和。參數(shù) VRIS 軋制線速度的滾動運動，等于滾動速率（P）乘以拖動滾動中心之間的平均距離（見圖 12.11）沿 y 軸和重力飛機的中心：由于三個升力面（機翼，水平尾翼和垂直尾翼）是造成滾動阻力，在 Dy實際上是真實的，三個平均距離的平均值。無量綱控制衍生 是副翼滾轉(zhuǎn)控制力量AlC?的措施;它 代表每副翼偏轉(zhuǎn)的單位變化軋制力矩的變化。 越大，更能有效的為副翼是創(chuàng)造一個滾轉(zhuǎn)力矩。這種控制 衍生物可以使用方法在[19]引入了計算。然而，一個估計側(cè)傾控制電源的副翼是基于一個簡單的帶呈現(xiàn)在本節(jié) 積分法。氣動滾轉(zhuǎn)力矩，由于升力分布可能寫成系數(shù)形式為：本節(jié)升降系數(shù) 在含有副翼的部分可以被寫為：AlC?其中 一個是副翼效用參數(shù)和從圖 12.12 求出給定 副翼弦和翼弦之間的比率。圖a?12.12 是一個普遍的代表性 控制面效果;它可以應(yīng)用到副翼（ ） ，升降（ ）和舵（a?e） 。因此，在圖 12.12，參數(shù)的下標(biāo)被丟棄，以指示 一般性。集成了包含副翼收益r率區(qū)域。式中 已經(jīng)校正了三維流和因子 2 被添加到 帳戶的兩個副翼。對于計算在這LawC項技術(shù)中，機翼剖面升力曲線斜率被認(rèn)為是恒定的翼展。因此，副翼截面升力曲線斜率等于機翼剖面升力曲線斜率。參數(shù) 1 表示相對于所述機身的中心線，與 副翼的內(nèi)iy側(cè)位置 副翼相對于機身中心線的外側(cè)位置（見圖 12.11） 。oy副翼滾轉(zhuǎn)控制衍生物可以通過采取導(dǎo)數(shù)來獲得 :A?翼弦（C）為 y 的一個錐形翼的函數(shù)（沿跨度）可以由以下關(guān)系式表示：表示翼根弦，并且 是機翼錐度比。代入關(guān)系放回表達(dá)式 （式 12.20）可得：r ?該方程可用來估計側(cè)傾控制衍生物 使用副翼 幾何形狀和圖 12.12 估計? 。ALC?再回到方程 12.12，有 兩片副翼;每在一個左機翼的右側(cè)部分。這兩件可能有偏差或稍微不同的變形的類似的數(shù)量級，因 不利的偏航。在任何情況下，只有一個值將輸入到軋制力矩的計算。 因此，副翼偏轉(zhuǎn)的平均值將被計算如下：這樣做的跡象 基于前面介紹的常規(guī)稍后會決定;正的 積極將產(chǎn)生積極的滾轉(zhuǎn)力矩。A? A?方程代入 12.9 方程 12.7 得：正如其名稱所暗示的， 是的滾轉(zhuǎn)率的時間變化率：?P另一方面，關(guān)于 x 軸（P）的角速度被定義為傾斜角的變化的時間速率：結(jié)合方程 12.26 和 12.27，并從兩側(cè)取出 ，結(jié)果是：tD假設(shè)飛機最初是在一個水平巡航飛行（即 ）,這兩個 0,0??P兩側(cè)可集成為：因此,坡度的角度，由于滾動運動得到：其中， ，這樣：中包 含 在 方 程 25.1?P兩個氣動滾轉(zhuǎn)力矩和飛機拖曳由于滾動運動是滾轉(zhuǎn)率的功能。堵漏這兩個瞬間變成等式 12.31 代替：滾動率響應(yīng)副翼偏轉(zhuǎn)飛機速度有兩種不同的狀態(tài)：（1）瞬時狀態(tài)，2 個穩(wěn)定狀態(tài)（見圖 12.13） 。對于側(cè)傾率（P）的公式 12.32 的積分限制是從沒有搖率初始修剪點（即機翼水平和 ）到軋輥速度的穩(wěn)態(tài)值（ ） 。由于副翼的特點是作為一個速度0?SP的控制，副翼偏轉(zhuǎn)最終會導(dǎo)致穩(wěn)態(tài)側(cè)傾率（圖 12.13） 。因此， 除非副翼返回到初始零偏轉(zhuǎn)，飛機不會停止在一個特定的角度。表 12.12 中定義的所希望的條款的側(cè)傾率的要求,傾斜角（ ）為 t 秒的持續(xù)時間。等式 12.32 具有閉合形式 解決方案，可以解2?決以確定傾斜角（ ）時，側(cè)傾率達(dá)到其穩(wěn)態(tài)值。1當(dāng)飛機有一個穩(wěn)態(tài)（ ）側(cè)傾率，新的傾斜角（圖 12.14） 秒之后（即 ）可SPt?st2到容易地通過下面的線性關(guān)系得到：由于這一事實，該飛機拖動由于滾動速率不是恒定的，并且是 的增加而增加至輥速度;滾動運動不是線性的。這意味著側(cè)傾率的變化不是線性的;并且有關(guān)于 x 軸的角旋轉(zhuǎn)。然而，直到對滾動運動的抵制力矩等于副翼產(chǎn)生的空氣動力軋制力矩;該機將經(jīng)歷角加速度繞 x 軸旋轉(zhuǎn)。不久后的 2 軋制轉(zhuǎn)矩相等，該機將繼續(xù)推出以恒定的側(cè)傾率（PSS） 。被考慮到，當(dāng)飛機是滾動以恒定的側(cè)傾率，副翼產(chǎn)生的空氣動力軋制力矩的事實等于飛機阻力的滾動運動的那一刻獲得了滾動率（PSS）的穩(wěn)態(tài)值。結(jié)合方程 12.14，12.15，12.16 和，飛機拖曳由于滾動運動為：插入式 12.35 到 12.34 的公式得到：求解穩(wěn)態(tài)側(cè)傾率（PSS）的結(jié)果：另一方面，方程 12.32 僅僅是一個確定的數(shù)學(xué)積分。這種整合可以模擬為以下一般的集成問題：根據(jù)[20]，還有一個封閉形式解到這種結(jié)合，如下所示：參數(shù) k 和一個通過比較方程 12.38 與 12.32 方程得到：因此，該解決方案在方程 12.32 積分被確定為：應(yīng)用范圍（從 0 到 PSS）到該結(jié)論中，得到：回想一下，我們正在尋找確定副翼滾轉(zhuǎn)控制權(quán)。換句話說，它是理想的取得需要多長時間（T2）銀行到所需的傾斜角時，副翼偏轉(zhuǎn)。這期間往往有兩部分組成：1.是將飛機到達(dá)穩(wěn)態(tài)側(cè)傾率的持續(xù)時間（ ）到（ ） ，2.時間（ TR）從 SS 線性滾到sTsP??2（見圖 12.14） 。?比較圖 12.13 和 12.14 顯示了 t 1 = TSS。這需要一個時間（TSS） 該機實現(xiàn)了穩(wěn)態(tài)側(cè)傾率由于副翼偏轉(zhuǎn)的函數(shù) 角加速度（ ） ?；诮?jīng)典動力學(xué)，這加速度可表示為：?P據(jù)推測，這架飛機最初是在機翼水平飛行狀態(tài)（即 = 0） 。 ?因此：其中 從方程 12.43 測定。另外，在加速滾動 運動，最終搖率之間的相關(guān)性1?（ ）和初始滾轉(zhuǎn)率（ P 0）是一個函數(shù)滾動率的率（ ）和最終傾斜角（ ） 。基于P P? 1?經(jīng)典動力學(xué)中， 加速滾動運動可以表示為：據(jù)推測，這架飛機最初是在機翼水平飛行狀態(tài)（即 = 0）和 新的側(cè)傾率是穩(wěn)態(tài)側(cè)傾P率（即 P1= PSS） 。因此：對于 GA 和運輸機，時間達(dá)到穩(wěn)態(tài)滾動運動 （T 1 ）長（超過 10 秒） 。因此，方程 12.48 和 12.49 中的應(yīng)用是 常不需要副翼設(shè)計中，由于軋輥的要求是在幾秒鐘之內(nèi)。然而，對于一個戰(zhàn)斗機和導(dǎo)彈的滾動運動（見圖 12.15）很 快（時間 t 1 是在幾秒鐘之內(nèi)） ，因此方程 12.48 和 12.49 中的應(yīng)用 通常需要對副翼設(shè)計。出于這個原因，當(dāng)傾斜角（ 1） 對應(yīng)于穩(wěn)態(tài)側(cè)傾率（PSS）是超過 90 度，則方程 12.46 作?為所需的時間之間的關(guān)系，以達(dá)到所希望的傾斜角。 因此，持續(xù)時間所需（ ） ，以rept實現(xiàn)期望的傾斜角（ ）將 決定如下：dest引進(jìn)和開發(fā)本節(jié)中的公式和關(guān)系提供了必要的工具來設(shè)計副翼，以滿足側(cè)傾控制要求。表 12.12 地址軍用飛機滾轉(zhuǎn)控制要求;民用航空器，建議采用要求類似的列表。具有由副翼的最大側(cè)傾控制產(chǎn)生滾轉(zhuǎn)力矩，考慮向翼尖翼的副翼外側(cè)。因此，將皮瓣在機翼內(nèi)側(cè)加以考慮。這種做法將導(dǎo)致最小，最輕，最經(jīng)濟的副翼表面。副翼設(shè)計技術(shù)和設(shè)計過程都將顯示在第 12.4.4。12.4.3 副翼設(shè)計約束在工程學(xué)科的任何設(shè)計問題通常是由各種條件的限制和副翼設(shè)計也不例外。在本節(jié)中，一些對副翼設(shè)計約束將被引入。12.4.3.1 副翼逆轉(zhuǎn)一些接近最大速度飛行時飛機受到一個重要的氣動彈性現(xiàn)象。沒有真正的結(jié)構(gòu)是非常剛性的;它具有靜態(tài)和動態(tài)的靈活性。翼通常是從航天材料如鋁和復(fù)合材料制作，并有結(jié)構(gòu)，它們是柔性的。這種靈活性使得 thewing 不能夠保持其形狀和完整性尤其是在高速飛行操作。這種現(xiàn)象被稱為副翼逆轉(zhuǎn)不利影響副翼有效性?？紤]一個靈活的機翼的右側(cè)截面具有向下偏轉(zhuǎn)副翼產(chǎn)生負(fù)滾轉(zhuǎn)力矩。在亞音速時，增量氣動載荷由于副翼偏轉(zhuǎn)具有質(zhì)心附近的某處翼弦的中間。在超音速速度下，控制負(fù)載主要作用于偏轉(zhuǎn)副翼本身，因而具有其重心，甚至更遠(yuǎn)的后方。如果負(fù)載重心是機翼結(jié)構(gòu)的彈性軸，然后鼻子向下扭曲的主翼面（ ） （繞 Y 軸） ，結(jié)果后面。這個twis?偏轉(zhuǎn)的目的是要提高右翼部分。然而，翼捻降低攻擊的翼角，升降機因此在翼（圖12.16）的右部分的減少。在極端情況下，下行電梯由于氣動彈性扭曲將超過吩咐向上抬，因此凈效果是相反的。這種變化在電梯方向進(jìn)而產(chǎn)生了積極的滾轉(zhuǎn)力矩。這個不受歡迎的滾轉(zhuǎn)力矩意味著副翼已經(jīng)失去了它的有效性 和側(cè)傾控制衍生工具; 改變其符號。這樣的現(xiàn)象被稱為副翼逆轉(zhuǎn)。這種現(xiàn)象帶來對副翼設(shè)計一個顯著的16AC約束。在 此外，機翼結(jié)構(gòu)設(shè)計必須檢查副翼偏轉(zhuǎn)的這個氣動彈性效應(yīng)。副翼逆轉(zhuǎn)往往發(fā)生在高速行駛。大多數(shù)高性能飛機有副翼反轉(zhuǎn)速度超過該副翼失去效用。這架 F-14戰(zhàn)斗機遭遇逆轉(zhuǎn)副翼在高速。顯然，這樣的副翼逆轉(zhuǎn)是不能接受的飛行包線內(nèi)，而且必須在設(shè)計過程中加以考慮。許多此類問題的解決方案是： 1 使機翼圍追堵截， 2 限制副翼偏轉(zhuǎn)的范圍在高速 3使用兩套副翼; 。一組在高速飛行機翼內(nèi)側(cè)部分，一組在高速飛行外側(cè)機翼部分 4 .降低副翼弦 5 .使用擾流板的側(cè)傾控制 6 。對移動機翼內(nèi)側(cè)部分的副翼。該運輸機波音 747 有三種不同類型的側(cè)傾控制裝置：內(nèi)側(cè)副翼，外側(cè)副翼和擾流板。外側(cè)副翼被禁用，但在低轉(zhuǎn)速時的航班襟翼也被偏轉(zhuǎn)。擾流板基本上是 10-15％左右弦正好位于前方的折翼的平板。當(dāng)破壞者被提出，它們會導(dǎo)致一個流動分離和提升的局部損失。因此，為了避免運營飛行包線內(nèi)卷逆轉(zhuǎn)，機翼結(jié)構(gòu)的設(shè)計必須具有足夠的剛度。12.4.3.2 偏航的危險當(dāng)一架飛機執(zhí)行一轉(zhuǎn)彎，它同時希望飛機偏航和滾動。此外，有利的是具有偏轉(zhuǎn)和滾動的時刻在相同的方向（即兩個或正或負(fù)） 。例如，當(dāng)飛機是向右轉(zhuǎn)，應(yīng)該冷軋（繞 x 軸）順時針和偏航（約 z 軸）順時針旋轉(zhuǎn)。在這樣的轉(zhuǎn)彎，飛行員將有一個愉快和舒適的感覺。這樣 偏航力矩被稱為親節(jié)偏航，而這樣又是為協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)彎的先決條件。這偏航保持飛機的一端指向相對風(fēng)。另一方面，如果飛機偏航方向相反的方向，以所希望的轉(zhuǎn)彎方向（即正卷，但負(fù)的橫擺）;試點將不會有一個理想的感覺，飛機又不能協(xié)調(diào)。此偏航力矩稱為不良偏航。當(dāng) A 轉(zhuǎn)到不太協(xié)調(diào)，飛機要么空轉(zhuǎn)或滑行。要知道為什么以及如何將這些轉(zhuǎn)可能發(fā)生，見圖 12.17，其中試點計劃向右轉(zhuǎn)。對于這樣的目標(biāo)，飛行員必須應(yīng)用正的副翼偏轉(zhuǎn)角（即左副翼向下，右副翼向上） 。過在巡航飛行，機翼的升力分布是對稱的;即右翼截面升力和左翼截面升力是相同的。當(dāng)左副翼偏轉(zhuǎn)向下，右副翼偏轉(zhuǎn)時，升力分布變化使得右翼截面升力大于左翼截面升力。隨意這樣撓度創(chuàng)建一個順時針滾動時刻（圖 12.17a）然而，副翼偏轉(zhuǎn)同時改變了左，右機翼的誘導(dǎo)阻力不同?；叵雰刹糠纸M成的翅膀拖動組件：零升阻力（D0）及誘導(dǎo)阻力（D1） 。機翼誘導(dǎo)阻力是機翼的升力系數(shù)的函數(shù)（ ） 。由于右翼截面局部升力系數(shù)比左翼截面局部升力系數(shù)越高，右翼節(jié)拖2tLCK?A比左翼節(jié)拖高。的阻力是空氣動力，并具有臂相對于重力飛機的中心。拖動方向是向后的，所以這個翼拖夫婦正在產(chǎn)生負(fù)（見圖 12.17b）偏航力矩（即不利的偏航） 。因此，如果舵同時與副翼偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)，對副翼產(chǎn)生的側(cè)傾力矩的方向和翼拖動產(chǎn)生的橫擺力矩將不進(jìn)行協(xié)調(diào)。因此，當(dāng)一個導(dǎo)頻偏移的傳統(tǒng)副翼使一個轉(zhuǎn)彎，飛機將初始偏轉(zhuǎn)的方向相反的預(yù)期。不利的偏航現(xiàn)象強加副翼設(shè)計約束。為了避免這種不期望的橫擺運動（即，不利的偏航） ，也有一些解決方案;其中四個是如下：（1）采用一種同步副翼方向舵偏轉(zhuǎn)，使得以消除不利的偏航。這需要副翼和方向舵之間的互連。 2 個差動副翼。即向上偏轉(zhuǎn)的一側(cè)上的副翼大于向下偏轉(zhuǎn)的其它副翼。這將導(dǎo)致在左右機翼等于誘導(dǎo)阻力在一回合。 3，聘請雄犬副翼其中副翼鉸線比普通位置較高。 4，聘請擾流板。既弗里斯副翼和擾流板正在創(chuàng)造一個機翼拖動這樣的兩個機翼截面的拖累是平衡的。大多數(shù)賽斯納飛機使用雄犬副翼，但大多數(shù)派珀飛機運用差異偏轉(zhuǎn)副翼。對于發(fā)生不利的偏航的臨界條件時，飛機飛行在低速時（即高的升力系數(shù)） 。這種現(xiàn)象意味著設(shè)計者必須考慮的上述技術(shù)中的一種或組合應(yīng)用，以消除不利的偏航。12.4.3.3 襟翼機翼后緣在常規(guī)的飛機是歸屬于兩個控制面;一個伯（即副翼） ，和一個次級（即后緣高升力裝置，例如襟翼） 。作為副翼和襟翼是彼此相鄰的沿機翼后緣，它們施加在彼此的跨度限制（圖 12.16） 。副翼翼展（ba）及皮瓣跨度（BF）之間的平衡是在項起降側(cè)傾控制的優(yōu)先功能 性能。為了改善軋輥的控制電源，副翼要被放置在上翼部的內(nèi)側(cè)部分的外側(cè)和襟翼。的高升力裝置的應(yīng)用適用于另一個約束的副翼設(shè)計，必須在處理 飛機設(shè)計過程。副翼的翼展范圍取決于跨度所需的量后緣高升力裝置。在一般情況下，翼片的外部界限是在展向站副翼的開始位置。需要副翼的確切范圍主要取決于的側(cè)傾控制的要求。低速飛機通常采用約 40％的總機翼半翼展的副翼。這意味著，襟翼可以從在機身的側(cè)面，并延伸到 60％的半翼展站。然而，隨著擾流器的應(yīng)用，該 副翼通常的尺寸減小，并且折翼可以延伸到約 75％的翼半翼展的。此外，如果一個小內(nèi)側(cè)副翼提供了一種用于機動溫和，有效跨度翼片的降低。 如果項起降性能是在優(yōu)先級列表中較高的重要性，盡量投入小跨度副翼;使大跨度可以通過強大的襟翼占用。反過來，這意味著更低的失速速度，更安全。另一方面，如果側(cè)傾控制有較高的優(yōu)先級比項起降性能，副翼應(yīng)設(shè)計的翼片的設(shè)計之前。由于側(cè)傾控制在一個戰(zhàn)士的重要性。飛機，護翼的跨度，必須選擇盡可能短，從而使副翼的跨度足夠長。因此，在戰(zhàn)斗機，建議設(shè)計皮瓣設(shè)計前副翼。在另一方面，在民用 GA 和運輸機的情況下，建議先設(shè)計皮瓣，而在戰(zhàn)斗機，則首先設(shè)計副翼。12.4.3.4 機翼后梁在傳統(tǒng)的飛機副翼的另一個設(shè)計約束是由機翼后梁應(yīng)用。副翼需要一個鉸鏈線成繞，并提供副翼具有足夠的自由操作。有打火機和一個不太復(fù)雜的機翼結(jié)構(gòu)，建議考慮機翼后梁作為最前沿的限制副翼。這可能會限制副翼弦;但在同一時間，提高了機翼結(jié)構(gòu)完整性。此外，它在結(jié)構(gòu)上更具有相同的和弦副翼和襟翼。本次評選結(jié)果在一個更輕的結(jié)構(gòu)，使后梁持有兩個瓣和副翼。因此副翼到翼附著通過后翼梁（見圖 12.18）被認(rèn)為是既作為約束，并在同一時間，一個連接點。12.4.3.5 副翼失速當(dāng)副翼偏轉(zhuǎn)超過約 20-25 度時，流動分離趨于發(fā)生。因此，副翼會失去其效力。此外，靠近機翼失速，即使是很小的副翼向下偏轉(zhuǎn)可生產(chǎn)滾流控制有效性的分離和損失。為了防止側(cè)傾控制的有效性，建議考慮副翼最大撓度小于 25 度（向上和向下） 。因此，最大副翼偏轉(zhuǎn)是由副翼失速條件所決定的。表 12.19 提供了一種技術(shù)來確定一個升力面的失速攻角（例如機翼）時，其控制面（如副翼）偏轉(zhuǎn)。12.4.3.6 翼尖由于沿翼展氣流的展向元件，有一個流動的傾向泄漏周圍翼尖。這個流程建立了一個循環(huán)運動是落后于翼的下游。因此，一個尾渦在每個機翼末梢創(chuàng)建。考慮在機翼，翼展副翼的尖端渦流的影響絕不能向翼尖運行。換句話說，一些距離必須副翼的外緣之間存在機翼的尖端（見圖 12.16） 。12.4.4 副翼設(shè)計的步驟在第 12.4.1 至 12.4.3，副翼的功能，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，參數(shù)，管限規(guī)則和公式，配方，設(shè)計要求已經(jīng)制定并提交。此外，第 12.3 節(jié)介紹各種飛機和飛行階段的側(cè)傾控制和橫向操縱品質(zhì)要求。在本節(jié)中，副翼設(shè)計 在設(shè)計方面的步驟程序進(jìn)行了介紹。必須指出的是沒有唯一解，以滿足設(shè)計的副翼的客戶需求。幾個副翼設(shè)計可以滿足輥控制的要求，但每個都有一個唯一的優(yōu)點和缺點。基于系統(tǒng)工程的方法，副翼詳細(xì)設(shè)計開始識別和定義設(shè)計要求和結(jié)尾優(yōu)化。下面是副翼設(shè)計步驟用于常規(guī)飛機：1.設(shè)計布局要求（如成本控制，結(jié)構(gòu)，制造，及 操作）2.選擇側(cè)傾控制表面配置3.指定的可操作性和滾轉(zhuǎn)控制要求4.確認(rèn)飛機類和滾轉(zhuǎn)控制關(guān)鍵的飛行階段 5. 從如航空標(biāo)準(zhǔn)（如表 12.12）資源識別操縱品質(zhì)設(shè)計要求（第 12.3 節(jié)） 。設(shè)計要求主要包括接受一個從飛機的初始坡度滾動到指定的銀行角度 ） ?？偲谕yrept行的角度記為 。des?6.指定/選擇副翼作為翼展（即 BA 功能的內(nèi)側(cè)和外側(cè)的位置 。如果0//aiab和信封已經(jīng)設(shè)計，確定舷外襟翼的位置;再考慮副翼的內(nèi)側(cè)位置，是旁邊的折翼的外側(cè)位置。 7.指定/選擇副翼弦的翼弦（即 ） 。最初選擇的副翼前緣可被視為下一對機翼a/C后梁。8.確定副翼效果參數(shù)( ） ，從圖 12.12 得。a?9.計算副翼滾轉(zhuǎn)力矩系數(shù)導(dǎo)數(shù)（ )您可以使用如[19]引用或通過使用公式lA?12.23 估算的衍生工具。10.選擇最大的副翼偏轉(zhuǎn)（ ） 。典型值大約為±25 度。max11.計算出飛機的滾轉(zhuǎn)力矩系數(shù)（以 Cl）當(dāng)副翼偏轉(zhuǎn)的最大撓度（方程 12.13） 。正反兩方面的偏差將成為一樣的。12. 計算飛機的滾轉(zhuǎn)力矩（LA）時副翼偏轉(zhuǎn)的最大撓度（方程 12.10） 13.確定穩(wěn)態(tài)側(cè)傾率（PSS）采用公式 12.37。 14.計算傾斜角（ 1）該飛機達(dá)到穩(wěn)態(tài)側(cè)傾率（公式 12.43）?15.計算滾轉(zhuǎn)率的飛機速度（ ）是由副翼軋制,那一刻，直到飛機到達(dá)穩(wěn)態(tài)側(cè)傾率P?（PSS） ，用公式 12.49。 16.如果傾斜的角度（ 1）在步驟 14 中計算出大于步驟 5 的傾斜角（ ） ，確req?定了需要實現(xiàn)飛機用公式 12.50 所需的傾斜角的時間（t） 。所需的坡度在步驟 5 確定。17.如果傾斜的角度（ ）在步驟 14 中計算出小于 5 步的傾斜角（ ） ，1?req確定時間（t2） ，是以飛機以達(dá)到所需的傾斜角（ 2 或 ）使用公式 12.44 和?req12.45 。18 .在比較步驟 16 或 17 中得到的卷時間與所需的卷時間（ ）表示在步驟 5 中，reqt為了對副翼設(shè)計是可以接受的，輥子時間在步驟 16 或 17 所獲得必須等于或大于指定卷時間稍長在步驟 5 中。19.如果在步驟 16 或 17 所獲得的持續(xù)時間等于比的持續(xù)時間（ ）不再說在步驟reqt5 中，副翼設(shè)計要求已得到滿足，并移動到步驟 26。20.如果在步驟 16 或 17 所獲得的持續(xù)時間比在步驟規(guī)定的持續(xù)時間（ ）步驟 5 reqt，副翼設(shè)計已不能滿足要求。解決的辦法是;要么增加副翼大?。ǜ币硪碚够蚝拖遥?；或增加副翼最大偏轉(zhuǎn)。21.如果副翼的幾何形狀改變時，返回到步驟 7 。如果副翼最大撓度改變時，返回步驟 10 。22.在情況下增加了副翼的幾何形狀并沒有解決問題;該整個機翼必須重新設(shè)計;或者該機配置必須改變。23.檢查副翼失速時，其最大偏轉(zhuǎn)角偏轉(zhuǎn)。如果副翼失速發(fā)生時，偏轉(zhuǎn)必須減少。24 .檢查不利偏航的特征。選擇一個解決方案，以防止它。25. 檢查副翼反向高速。如果它發(fā)生;無論是重新設(shè)計副翼，或加強機翼結(jié)構(gòu)。26.氣動平衡/質(zhì)量平衡，如果有必要（第 12.7 節(jié)）27.優(yōu)化副翼設(shè)計28.計算跨度副翼，和弦，區(qū)，并繪制了副翼的最終設(shè)計。12.8.1 副翼設(shè)計實例例 12.4問題陳述：設(shè)計側(cè)傾控制面（s）的陸基軍用運輸機，以滿足側(cè)傾控制 MIL-STD要求。該機具有傳統(tǒng)構(gòu)造和下面的幾何形狀和重量特性：此外，控制面必須成本低，可制造的。該高升力裝置已經(jīng)被設(shè)計和外側(cè)襟翼位置被確定在機翼半翼展的 60％。機翼后梁位于翼弦的 75％。解決方案：步驟 1： 問題語句中指定的可操作性和側(cè)傾控制的要求，以符合軍用標(biāo)準(zhǔn)。步驟 2： 由于飛機結(jié)構(gòu)，設(shè)計簡單，并且對于較低的成本的愿望，常規(guī)的輥式控制面的配置（如副翼）被選中。 第 3 步： 因此，表 12.12 將是副翼設(shè)計，表達(dá)了要求達(dá)到指定的銀行角度變化時參考。 步驟 4： 根據(jù)表 12.5，陸基軍用運輸機質(zhì)量為 6500 公斤屬于第二類。關(guān)鍵的飛行階段的側(cè)傾控制在最低速度。因此，它是必需的飛機必須輥可控的方式在飛行條件。根據(jù)表 12.6，該方法飛行操作被視為一個階段 C.要設(shè)計副翼，1 可接受的水平被認(rèn)為是。因此：步驟 5： 側(cè)傾控制操縱品質(zhì)設(shè)計要求從表 12.12-B 其中指出，該機在 II 類，飛行 C 相對于 1 可接受的水平要求是能夠?qū)崿F(xiàn)的在 1.8 秒內(nèi)實現(xiàn) 30 度的傾角。 步驟 6： 根據(jù)問題陳述，外側(cè)襟翼位置是在機翼翼展的 60％。因此，內(nèi)側(cè)和外側(cè)副翼作為翼展（即 / b 和 / b）的初步選定的分別是在翼展為 70％和 95％的函數(shù)的位置。ai0a第 7 步： 機翼后梁位于翼弦的 75％，所以副翼弦到翼弦（即 / C）之間的比值，初步選擇為a20％。第 8 步： 副翼效用參數(shù)（ ）是從圖 12.12 確定。由于副翼到翼弦比為 0.2，所以副翼有效性a?參數(shù)將是 0.41。 第 9 步： 副翼滾轉(zhuǎn)力矩系數(shù)導(dǎo)數(shù)（ ）的計算采用公式 12.22:lAC?我們首先需要確定的翼展，機翼平均氣動弦，和機翼根弦。副翼作為翼展函數(shù)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)位置被選擇來分別是在機翼跨度的 70％和 90％。因此：方程 12.23 的參數(shù)值如下所示：其中，第 10 步： 選中±20 度的最大副翼偏轉(zhuǎn)（ ） 。 maxA?步驟 11： 飛機滾轉(zhuǎn)力矩系數(shù)（CL）時副翼偏轉(zhuǎn)的最大撓度為：第 12 步： 飛機滾轉(zhuǎn)力矩（LA）時副翼偏轉(zhuǎn)的最大撓度的計算方法。典型的逼近速度為 1.1?1.3倍失速速度，因此該機被認(rèn)為具有比 1.3 的速度接近。此外，海平面高度被認(rèn)為是進(jìn)場飛行操作。步驟 13： 穩(wěn)態(tài)側(cè)傾率（PSS）被確定。被選中的翼水平尾翼，垂直尾翼的滾動阻力系數(shù)為 0.9 的平均值被選中。拖曳力臂被假定為在機翼跨度 405，所以：第 14 步： 計算傾斜角（ ）該飛機達(dá)到穩(wěn)態(tài)側(cè)傾率：1?步驟 15： 計算滾轉(zhuǎn)率的飛機速度（ ） ，是由副翼滾轉(zhuǎn)力矩產(chǎn)生，直到飛機到達(dá)穩(wěn)態(tài)側(cè)傾率（p?） 。sp步驟 16 和 17： 在步驟 14 中計算出的傾斜角（ 1）與步驟 5 的傾斜角（ ）相比，由于在步驟?req?14 計算（即 8.584 度）的傾斜角大于步的 （即 30 度） ，這需要飛機達(dá)到 30 度的傾req斜角時確定。第 18 步： 在步驟 16 或 17 中獲得的輥子的時間與所需的軋輥時（ ）在步驟 5 中表達(dá)的比較。reqt在步驟 16 或 17 得到的達(dá)到 30 度（即 1.982 秒）的傾斜角的輥時間長于表示在第 5 步（即 1.8 秒）輥時間，因此目前的副翼設(shè)計不滿足要求，必須進(jìn)行重新設(shè)計。步驟 19 和 20： 在步驟 16 或 17 所獲得的持續(xù)時間比的持續(xù)時間（T 短 REQ）表示在步驟 5 中，所以副翼設(shè)計已不能滿足要求。解決的辦法是;要么增加副翼大?。ǜ币硪碚够蚝拖遥?或增加副翼最大偏轉(zhuǎn)。由于副翼失速關(guān)注，后梁，最大偏轉(zhuǎn)副翼和副翼弦到翼弦比的位置不會改變。襟翼外側(cè)位置位于機翼跨度的 60％，因而是最安全的解決方案是增加副翼跨度。步驟 21： 通過試驗和錯誤，則確定副翼內(nèi)側(cè)跨度在機翼跨度的 61％將滿足側(cè)傾控制要求。該計算方法如下：傾斜角相對于時間的變化繪制在圖 12.44。步驟 26：氣動平衡/質(zhì)量平衡（出這個例子的范圍內(nèi)） 步驟 27：優(yōu)化（出這個例子的范圍內(nèi)） 步驟 28：幾何結(jié)構(gòu)每個副翼的幾何結(jié)構(gòu)是如下所示：左，右副翼的整體平面面積是：右機翼部分，包括副翼的頂視圖和側(cè)視圖如圖 12.45。但必須指出的是，副翼弦被假定為翼弦的 20％由副翼跨度。然而，翼是錐形的，所以實際上，副翼需要被錐形太多。使副翼更容易的應(yīng)用和制造中，一個恒定的弦副翼被選擇;因此，在副翼和弦的變化必須在以后的設(shè)計階段被應(yīng)用于校正的假設(shè)。