● 摘要
现代高性能飞行器一般具有多个控制面，从而满足高速度、低重量、高机动性等方面的要求。三翼面布局飞机是多控制面飞行器的典型代表，这种布局在失速特性、气动效率、起落性能、操纵稳定性、安全性以及经济性等方面都比常规布局优越，能够改善巡航性能和结构设计。由于飞机在做机动状态时，要承受很大的飞行载荷，所以在设计阶段要进行详细的飞行载荷分析，同时由于现代飞机的柔性较大，必须考虑气动弹性作用对载荷的影响。 本文建立了三翼面布局飞机的结构有限元模型和气动力模型，并以平尾升降舵和前翼操纵面之间的协调偏转关系为研究对象，基于线性静气动弹性分析方法，针对纵向对称拉起和正常盘旋的两种机动状态进行了详细的飞行载荷分析；在此基础上，通过加权函数拟合的方法，将机动载荷优化问题转化为有约束的非线性最优化问题，从而提出了一种适用于多控制面飞行器机动载荷优化的方法。 分析结果表明：协调偏转关系对于前翼操纵面和平尾升降舵的配平角度和铰链力矩，以及前翼和平尾的载荷分布影响都较大。优化结果显示：最大载荷情况和约束条件的选取对优化结果影响较大。随着最大允许飞行速度的提高，为了承受机动载荷，需要付出更多的结构质量。