圖 " "*%格柵結(jié)構(gòu)翼面壁板示意圖
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完整的型面并帶有縱、橫筋條的壁板結(jié)構(gòu)，對模塊加工精度要求很高，協(xié)調(diào)精度也高；再有模塊的拼裝、定位夾緊需配備專門的機(jī)械化設(shè)備。因此，模塊技術(shù)工裝造價十分昂貴，生產(chǎn)成本難以下降。
" "%復(fù)合材料垂直安定面由左右壁板、前、后梁、中間梁（根部區(qū)）、%&個肋（’個抗剪腹板肋、 ’個構(gòu)架支撐肋）和方向舵懸掛支臂構(gòu)成，如圖 " (’ (%"。材料為 )"*’%"+或 )" ,--的織物和單向帶。蒙皮壁板采用模塊式結(jié)構(gòu)技術(shù)制造。前梁、后梁為帶全復(fù)合材料接頭的共固化層合板結(jié)構(gòu)。肋為層合板構(gòu)架支撐肋和整體肋。各構(gòu)件采用鈦螺栓、鈦鉚釘連接裝配成安定面翼盒。防雷擊系統(tǒng)采用埋設(shè)鋁條實現(xiàn)。
圖 " (’ (%". " "%復(fù)合材料垂直安定面結(jié)構(gòu)示意圖
第二節(jié) .全動翼面結(jié)構(gòu)設(shè)計
全動翼面包括全動平尾和全動鴨翼是飛機(jī)上僅次于機(jī)翼的升力面。美國戰(zhàn)斗機(jī)多采用全動平尾，歐州戰(zhàn)斗機(jī)多采用全動鴨翼，兩者雖因全機(jī)總體布局不同，名稱不同，但結(jié)構(gòu)功用基本相同，保證飛機(jī)的俯仰安定性和操縱性。
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一、全動翼面結(jié)構(gòu)設(shè)計特點
全動翼面結(jié)構(gòu)明顯特點是單軸（樞軸）支撐的薄翼面結(jié)構(gòu)，內(nèi)部無裝載。
全動翼面根據(jù)樞軸是否轉(zhuǎn)動可分為定軸式和轉(zhuǎn)軸式。定軸式全動舵面，樞軸固定在機(jī)身上不能轉(zhuǎn)動，翼面由內(nèi)部兩個軸套安裝在樞軸上，通過翼面根肋腹板上的接頭與機(jī)身上的作動器相連，實現(xiàn)翼面繞樞軸轉(zhuǎn)動操縱。這種結(jié)構(gòu)雖操縱力矩較小，對作動器的功率要求小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并要求翼面厚度足夠高，因此，使用不普遍。轉(zhuǎn)軸式全動翼面樞軸由機(jī)身上兩個軸承支撐，翼面固定其上。固定在樞軸上的搖臂和固定在機(jī)身上作動器實現(xiàn)翼面隨軸轉(zhuǎn)動操縱，結(jié)構(gòu)簡單、操縱靈活、可靠，因此，應(yīng)用廣泛。
翼面結(jié)構(gòu)形式多種多樣，有梁式、多墻式變厚度蒙皮結(jié)構(gòu)和全高度蜂窩夾層結(jié)構(gòu)。
復(fù)合材料在全動翼面上應(yīng)用最早， ""年 —%全動平尾首先采用硼 &環(huán)氧復(fù)合材料蒙皮。此后，國外先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)大都采取了復(fù)合材料全動平尾或鴨翼。 —’’戰(zhàn)斗機(jī)全動平尾樞軸是碳 &環(huán)氧復(fù)合材料用自動鋪絲束法制成的。該軸的橫截面由圓形變成方形，是 ()長的變截面軸，最厚處 %’層，約 *))厚。在鋪制期間，軸要進(jìn)行部分固化以避免出現(xiàn)裂紋和起皺。生產(chǎn)一根軸要 +天，成本比鋁合金高，但重量輕。翼面為碳 &雙馬復(fù)合材料蒙皮、鋁蜂窩芯子夾層壁板。
復(fù)合材料全動翼面結(jié)構(gòu)設(shè)計難點為樞軸處載荷參與區(qū)的設(shè)計與分析。具體包括： 參與區(qū)蒙皮的變厚度設(shè)計； "蒙皮、根助與樞軸的連接設(shè)計。
二、全動平翼設(shè)計實例
實例 全高度蜂窩夾層結(jié)構(gòu)全動平尾設(shè)計實例
—飛機(jī)全高度蜂窩夾層結(jié)構(gòu)全動平尾如圖 ( ," ,%所示，為轉(zhuǎn)軸式全動平尾。蒙皮為碳 &環(huán)氧（ -* & (*+—）變厚度層合板，樞軸（梁）處最厚共 *層，并逐步向翼尖、前緣、后緣遞減，最薄處為 +層，如圖 ( ," ,*所示。
雷電防護(hù)采用在蒙皮表面鋪設(shè)鋁網(wǎng)的措施解決。鋁網(wǎng)與蒙皮預(yù)浸料一起固化成形為一整體。平尾主承力組合件選用鈦合金鍛件機(jī)械加工樞軸（梁）與鈦合金根肋焊接而成。選用鈦合金材料目的在于保證蒙皮與平尾主承力組合件膠接成形變形協(xié)調(diào)一致。
實例 ’.波紋板多墻結(jié)構(gòu)全動平尾設(shè)計實例
—飛機(jī)波紋板多墻結(jié)構(gòu)全動平尾如圖 ( ," ,所示。該結(jié)構(gòu)是低成本的設(shè)計方案。與上述實例 相比，主要改進(jìn)了 (處： 鋁合金波紋板替換全高度鋁蜂窩； •%/+•
圖 " "%& ’ "(飛機(jī)全高度蜂窩夾層結(jié)構(gòu)全動平尾示意圖
圖 " ")& ’ "(飛機(jī)平尾變厚度蒙皮鋪層示意圖
圖 " "(& ’ "(飛機(jī)波紋板多墻結(jié)構(gòu)全動平尾示意圖
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膠接組裝成形改為鉚接組裝成形； "平尾主承力組合件材料由鈦合金改為鋁合金。這 點改進(jìn)均在金屬結(jié)構(gòu)方面。結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)詳見圖 " "%、圖 " "&，制造成本可下降 ’()左右。
圖 " "%*翼面結(jié)構(gòu)剖面圖
圖 " "&波紋板結(jié)構(gòu)剖面圖
三、全動鴨翼設(shè)計實例
實例 *對稱非均衡蒙皮全高度蜂窩夾層結(jié)構(gòu)全動鴨翼設(shè)計實例對稱非均衡蒙皮全高度蜂窩夾層結(jié)構(gòu)全動鴨翼如圖 —所示。該鴨翼設(shè)計選
用碳 +雙馬復(fù)合材料，關(guān)鍵技術(shù)有以下幾點： 對稱非均衡復(fù)合材料蒙皮設(shè)計； 復(fù)合材料盒式梁設(shè)計； "樞軸梁根部連接設(shè)計；
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雷電防護(hù)措施與驗證。
圖 " "%對稱非均衡蒙皮全高度蜂窩舵面鴨翼結(jié)構(gòu)示意圖
鴨翼采用對稱非均衡蒙皮的目的在于利用彎一扭耦合效應(yīng)發(fā)揮復(fù)合材料可設(shè)計性潛力，使鴨翼結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度、剛度、顫振、氣動彈性等多方面要求，并可達(dá)到明顯減重。
對稱非均衡蒙皮的設(shè)計步驟如下：
"按靜強(qiáng)度要求確定對稱均衡鋪層蒙皮的坐標(biāo)系（&’鋪層方向）并進(jìn)行初步鋪層設(shè)計。對稱均衡鋪層蒙皮坐標(biāo)系 &’鋪層方向一般與結(jié)構(gòu)主要受力方向一致，見圖 " "(&（)）。
對稱均衡鋪層坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn) 角，見圖 " "(&（ *），并進(jìn)行蒙皮鋪層調(diào)整，全面滿足強(qiáng)度、剛度、振動、氣動彈性等要求（此時所得蒙皮鋪層方案仍為對稱均衡鋪層）。
單獨旋轉(zhuǎn) &’鋪層 %角，見圖 " "(&（ +）（或 , -.’鋪層），進(jìn)行性能綜合優(yōu)化設(shè)計，以達(dá)最小重量目標(biāo)要求（此時所得蒙皮鋪層方案為對稱非均衡鋪層）。
蒙皮設(shè)計結(jié)果：根部連接區(qū)最厚（/ -00約 (1層）由此呈放射狀向前緣、后緣、翼尖減薄（&/ 1.00，約 -層）。為提高抗沖擊能力蒙皮外表面鋪設(shè)一層碳纖維布。
復(fù)合材料盒式梁是鴨翼重要構(gòu)件。翼面的扭矩和部分彎矩通過盒式梁傳給樞軸梁。盒式梁為 0形變截面梁，與樞軸梁多釘連接，由單向帶和平紋布預(yù)浸料制成。
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