欧洲研究人员首次对飞机机翼颤振行为进行实时分析

在风洞中的机翼模型

巴西飞机制造商-巴西航空工业公司（Embraer），德国航空航天中心（DLR），荷兰国家航空航天实验室（NLR）和德国-荷兰风洞机构（DNW）共同成功地尝试了一种测试未来飞机安全性的新方法。为此，他们第一次在风洞实验中实时分析了飞机机翼的振动行为。

气动弹性力学和颤振

飞机是轻质结构，并不是刚性的结构，而是有弹性的。未来飞机的重量将更加轻，而且更具弹性。因此，飞机振动的产生起着越来越重要的作用。飞机弹性振荡的复杂相互作用会对其飞行性能产生影响。最著名的气动弹性力学现象是“颤振”。在颤振过程中，飞机结构的振动与周围流动的空气相互作用，使得机翼振动会进一步加剧。为了防止这种情况的发生，必须进行颤振分析，以避免临界的飞行状态。

风洞实验

在进行的风洞实验中，实验人员们建造了一个由玻璃纤维制成的非常具有弹性的机翼模型，机翼模型能够进行很大程度的弯曲。在机翼模型上安装了许多压力传感器和所谓的应变片，利用这些检测构件能够检测机翼的变形。然后，机翼以0.7马赫和0.9马赫（约850至1100公里/小时）的速度流动，同时改变机翼模型的迎角。研究人员们观察了机翼模型的振动并分析了它们的频率和衰减程度。在过去，积累的大量数据只能够进行时间滞后性评估。而现在，由德国航空航天中心开发的高效编程方法首次能够对检测数据进行实时评估。通过这种方式，研究人员们已经可以在测试过程中更加确切地了解，与机翼之间的颤振安全距离，因此可能防止机翼模型的破坏。德国航空航天中心气动弹性研究所Yves Govers博士表示：“这是分析飞机颤振的一种新的方式”。这种分析方法未来可能会使未来飞机的测试更高效而且更加快速地进行。

试验分工：

名为“HMAE1”的项目由巴西飞机制造商-巴西航空工业公司（Embraer）发起，旨在对自己的计算机机翼颤振行为预测进行检验，以便使颤振分析在未来使用中更加高效。位于德国哥廷根的德国航空航天中心气动弹性研究所和德国-荷兰风洞机构联合开发了风洞模型的初步设计，该模型适用于满足机翼表面几何形状的要求。玻璃纤维机翼和塔翼连接的精细设计由荷兰国家航空航天实验室完成，此外还制造了机翼并建立了结合机翼模型的测量技术。

德国-荷兰风洞机构主要负责风洞试验的准备和执行测试工作。实际的风洞试验是在阿姆斯特丹的德国-荷兰风洞机构的高速航道（HST）中，利用由荷兰国家航空航天实验室设计和建造的风洞模型中完成，最后由德国航空航天中心进行数据的实时分析。

原文来自：dlr.de，原文题目：Für Flugzeuge der Zukunft Forschern gelingt erstmals Flatteranalyse in Echtzeit，由材料科技在线团队编译。