江苏
现代快报讯（通讯员 彭丽 记者 于露）想象一下，一架像“飞翼”一样的先进飞行器，正在蓝天自由翱翔，却因突如其来的“振动”而在空中解体。这就是新一代飞翼布局飞行器面临的核心难题——刚—弹耦合颤振。近日，由北京理工大学胡海岩院士、南京航空航天大学黄锐教授带领的科研团队成功打破了这一“飞行魔咒”。
飞翼布局飞行器是新一代战略轰炸机、高空无人侦察机首选的气动布局，但它有个天生的“软肋”——机体俯仰转动惯量小、机翼弯曲频率低，导致其刚体短周期俯仰模态与机翼低阶弹性模态在气流作用下相互耦合，诱发刚—弹耦合颤振。以往为了避免发生颤振，只好降低飞行器速度和飞行任务难度。因此，突破“颤振屏障”成为世界航空科技的“硬骨头”。
团队在飞翼布局飞行器的刚—弹耦合颤振抑制技术研究方面取得突破性进展，飞行试验结果惊艳全场：成功实现结构强度极限内的刚—弹耦合颤振屏障突破，将安全飞行速度提高62.5%，创造了该领域的世界纪录。
可能有人会问，这一技术到底厉害在哪？简单地说，它就像给飞行器装了个“智能防颤系统”，而且还特别“省事儿”——不用改动飞行器原本的结构设计，不用额外增加重量和刚度，全靠飞行器自身的传感系统“站岗放哨”。传感器实时监测飞行数据，实时调整气动力的分布，相当于给飞行器增加了“隐形的支撑力和缓冲力”，从根源上抑制住颤振的发生。
十年磨一剑，团队用整整十个春秋，在刚—弹耦合颤振抑制技术的攻坚之路上步履不停。每年寒暑假，黄锐总会带领学生们扎根试验现场，一遍遍重复枯燥却关键的试验流程。
夏天的机场跑道，被烈日烤得滚烫灼脚，踩上去都能感受到热浪裹挟的焦灼；冬天的试验场上，寒风如刀割般凛冽，吹得人睁不开眼、站不稳脚。就是在这样极端艰苦的环境里，团队顶着寒风与酷暑，默默扛下了一场场“硬仗”。试验的难度远超想象，风险更是如影随形。十年间，团队经历一次次失败，最终坚持到成功时刻。
面对一次次失败，团队师生没有任何抱怨退缩。飞机不慎摔进水塘，学生们二话不说挽起裤脚，蹚着冰冷的泥水就去打捞；设备出了故障，大家连夜排查、反复调试，常常累得趴在试验台上就睡着了。
厚积薄发之下，团队终于迎来了梦寐以求的突破，创下两项震撼行业的“开创性成就”。在理论层面，团队跳出传统思维，提出仅含四个自由度的刚—弹耦合动力学模型，清晰探明了飞行力学中的短周期模态、沉浮模态与结构弯曲模态、扭转模态之间的耦合机理，更精准揭示了敏感参数对颤振特性的影响规律，彻底摸清了刚—弹耦合颤振的“脾气”。面对国内缺乏专用建模软件、国外技术封锁禁售的“卡脖子”困境，他们另辟蹊径，决定走自主研制之路，创新融合飞行力学与气动弹性的建模方法，成功研发出我国第一套拥有完全自主知识产权的刚—弹耦合飞行力学建模软件，打破了国外技术垄断。
在技术层面，团队攻克了超临界飞行条件下的一系列核心技术难题，自主研制出展弦比超过10的柔性飞翼布局无人机。随后，他们顶着极高风险开展飞行试验，最终成功将刚—弹耦合颤振临界速度提升62.5%，在世界上首次突破结构强度极限内的刚—弹耦合颤振屏障，为我国航空科技发展写下了浓墨重彩的一笔。
相关研究成果发表于力学领域顶刊《ASME Applied Mechanics Reviews》。论文第一作者为南京航空航天大学航空学院博士生邹奇彤，通讯作者为南京航空航天大学黄锐教授和北京理工大学胡海岩院士，航空航天结构力学及控制全国重点实验室为论文第一完成单位。
（学校供图）
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