学习目标

1    大展弦比飞机有哪些应用，其性能特点是什么？

2   大展弦比无人机结构的变形特点是什么？

3   降低大展弦比无人机机翼变形的设计方法有哪些？

4   大展弦比飞机气动弹性失效有哪些形式？

5   如何实现复合材料机翼的气动弹性设计？

1. 高空长航时飞机需要大展弦比机翼减小诱导阻力，降低发动机的耗油量，以增加其巡航时间

2. 太阳能飞机需要大展弦比机翼提供太阳能电池的铺放面积，以保证电源能量供应

大展弦比机翼结构特点是机翼长，厚度小，弯曲刚度低，结构变形大。在设计上，大展弦比机翼一般都采用高强高模的碳纤维或石墨纤维复合材料，以尽可能地提高机翼的弯曲刚度。为了能减轻结构重量，大展弦比机翼允许有较大的弯曲变形，其翼尖变形最大的可能达到机翼半展长的20%或者更高。

作为对比，一般民用航线飞机的最大变形只有10%，而歼击机的最大变形不到机翼半展长的5%。所以大展弦比机翼的变形是其最大结构特点。

在大变形条件下，机翼结构很容易发生气动弹性问题。因此大展弦比机翼的气动弹性设计是其关键问题。

大展弦比机翼的气动弹性设计需要考虑静气弹和动气弹两方面问题。对于静气弹设计，需要控制机翼的展向扭转，以保证机翼在大变形条件下，一方面不会产生气动发散，导致机翼结构破坏，另外一方面机翼的有效迎角不下降，以保证机翼仍然具有足够高的升力性能。

对于动气弹设计，就需要考虑在大变形条件下，如何匹配机翼的弯扭刚度，以防止大变形机翼在高速下出现颤振，导致机翼结构破坏。