全动舵面结构形式浅析

夏彦朋，方志晓，张 华，冷旻衠

（航空工业洪都，江西 南昌，330024）

0 引言

为改善飞行器大迎角、超音速飞行时的机动控制能力，全动舵面成为先进飞行器的主要控制舵面，用以提高舵面操纵气动效率，如鸭翼、全动平尾、全动垂尾等。在三代机中，F-16、Su-27系列飞机采用全动平尾，欧洲EF-2000“台风”战机、歼10等型号采用鸭翼，四代机中，F-22及Su-57等型号采用全动垂尾及全动平尾。本文整理出了国内外主流战机的全动舵面结构，并分别对其传力路径进行分析，为全动舵面的结构设计提供参考。

1 主流战机全动舵面结构分析

1.1 F-16飞机全动平尾

该战机全动平尾有两种结构，一种为单梁全高度蜂窝夹芯结构；一种为波纹板梁式结构。

图1是F-16飞机全高度蜂窝夹芯结构示意图。它由碳/环氧树脂复合材料蒙皮、钛合金转轴梁、根肋、全高度蜂窝芯、玻璃钢前后缘及不锈钢包边等组成。转轴梁采用钛合金整体锻件机械加工而成，转轴梁在根肋内侧为一锥形管，自根肋开始变成“工”字梁。根肋分前后两段，均由钛合金制成，在胶接前焊接到转轴梁上。全高度蜂窝芯材采用铝制。上述零件胶接成全动平尾。

图1 全高度蜂窝夹芯结构示意图

该结构的传力情况：弯矩基本由厚蒙皮传递，梁缘条传递较少；剪力由夹芯、肋腹板、梁腹板传递；扭矩由蒙皮及前尾缘组成的闭室传递。所有载荷经单轴传递到机身上。

图2是F-16全动平尾波纹板梁式结构方案示意图。它由碳/环氧树脂复合材料蒙皮、铝合金转轴梁、根肋、波纹板梁/普通墙、蜂窝夹层结构前缘所组成。……