此文等待太久，小編實在不忍心啰嗦，直接轟轟烈烈、赤裸裸地上吧！

1. 什么是顫振？

    顫振是氣動力、慣性力和彈性力三者相互耦合產生的一種振動現象。我們日常能看見的振動基本只有慣性力和彈性力，例如足球在地上的彈跳、撥動琴弦后琴弦的振動等，由于阻尼的緣故，這種振動總是不斷衰減直至消失。

       但在飛行中的飛機除了自身結構固有的慣性力與彈性力外，同時也持續(xù)處于外界氣動力的作用之下，一旦發(fā)生振動，結構形變就會引起附加的氣動力。正常情況下氣動力的作用方向與振動位移方向是同步的（相位差為0°），每次機翼恢復至中立位時氣動力與振動方向相反，整個系統(tǒng)能量恒定；一旦兩者之間的相位差為90°時，這時候的氣動力就像蕩秋千一樣順著振動方向施加作用力，且氣動力的大小和結構形變也是成正比的，能量迅速累積，導致結構振動一發(fā)而不可收拾，轉眼間造成毀滅性結果（請腦補好萊塢大片效果）。

2.什么是顫振模態(tài)、顫振型？

    先來回憶一下學校里做的簡單的懸臂梁共振試驗，是找到懸臂梁的固有頻率，然后施加一個同樣頻率的周期力就可以引發(fā)共振。

    而對于復雜的結構就有了“結構模態(tài)”的概念，一個復雜結構的振動可以被看作為多個單自由度振動的疊加，即多個結構模態(tài)的疊加。每一個模態(tài)具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。顫振模態(tài)和顫振型就是顫振專業(yè)所關心的結構模態(tài)和相應的模態(tài)振型。還是以機翼為例，一個機翼的典型顫振模態(tài)包括：

——機翼一彎（即一個彎折）或機翼一扭（即一個扭轉）；

——機翼二彎（一個S型的彎折），高于二彎的模態(tài)通常不需要考慮；

——不僅是機翼本身，還需要考慮吊掛在機翼下的發(fā)動機，包括發(fā)動機俯仰（發(fā)動機的點頭運動和機翼耦合）、發(fā)動機偏航（發(fā)動機搖頭的運動和機翼耦合）等等。

    除了機翼以外，全機顫振模態(tài)分析還需要對垂尾、平尾和機身等結構進行計算，而且每一個模態(tài)的固有頻率和阻尼比都會隨著飛行速度而變化。

3.到底什么情況下會發(fā)生顫振??？（相位差90°就發(fā)生顫振了?。∧鞘裁磿r候相位差90°?。俊?/span>

    在低速情況下，氣動力通常提供了額外的阻尼，但隨著速度的提高，氣動阻尼會越來越小，并且氣動力會顯著增加，所以每架飛機都有一個理論上的極限顫振速度，高于該速度則會發(fā)生顫振。當某兩個或兩個以上模態(tài)在某個飛行速度下頻率一致時，模態(tài)發(fā)生“耦合”，而恰好這時候這些相互耦合的模態(tài)中，至少有一個模態(tài)的阻尼比接近0，也就是說沒有可以抵消能量積累的作用力，這時候振型就會發(fā)散，引起顫振。

4.        顫振試飛危險嗎？

    危險！通常一架新機顫振試飛從M0.75或250節(jié)開始，逐步向飛行包線右邊界逼近，每一次顫振試飛都在突破之前創(chuàng)造的速度記錄！

————膽小且華麗的分割線————

    關于顫振造成的災難性后果可以百度搜索關鍵詞“塔可馬大橋”。這是飛行器設計專業(yè)顫振入門必修案例。一般出現顫振現象后振動發(fā)散極快，這座橋當時經歷的橫向側風為17m/s，而作用在飛機上的“風速”可達150m/s，這座橋發(fā)生顫振的過程能夠被攝像機記錄下來，而飛機發(fā)生顫振到解體則是一瞬間的事情，飛行員根本來不及反應。

    不過感謝適航當局，適航條款沒有要求試飛時要飛到顫振邊界。因為顫振試飛的目的是為了獲取足夠的數據以修正顫振設計模型，所以條款僅要求要證明飛機在直至俯沖速度Vd/Md 的所有速度下，都有合適的阻尼余量，以及在接近Vd/Md 時，阻尼無大幅度的迅速減小。即直到Vd 時阻尼余量不小于0.03，外推至1.15Vd 時阻尼余量不小于0。

也就是說飛機只要飛到Vd/Md就可以了，離真正會發(fā)生顫振的速度至少還應該有15%的空間，而這15%靠不靠譜就要靠我們飛機的設計人員來保證了。

5. 顫振試飛需要什么特殊試驗裝置？

與共振試驗類似，顫振試飛也要想辦法在飛機飛行過程中對飛機結構進行激勵。最直接的辦法是通過試飛員“搖晃”飛機操縱桿，但對于激勵幅度和頻率精度控制都不甚理想。

如果需要進行精確的激勵，地面上可以很方便地用激振器對結構施加周期力，但飛行過程中周圍都是空氣，激振器放哪兒？因此，聰明的前輩們設計了各種各樣的可以在飛行過程中產生周期力的裝置。主要包括：

     ——慣性激勵：在翼盒內布置偏心轉子系統(tǒng)，轉子旋轉產生激勵力；

     ——小火箭激勵：在飛機翼面安裝小火箭，通過火箭發(fā)射產生脈沖激勵；

     ——操縱面激勵：通過在飛控系統(tǒng)注入激勵信號，引起飛機操縱面偏轉，產生激勵力；

     ——振蕩小翼激勵：在翼尖外側安裝附加小翼，通過小翼繞自身轉軸作俯仰振動產生激勵力；

     ——開縫圓筒固定小翼激勵：振蕩小翼激勵的升級版，在翼尖外側安裝帶開縫圓筒的固定小翼，通過圓筒轉動引起小翼上下表面氣動力發(fā)生變化，進而產生激勵力。

    如果上述裝置都用不了（那你還想搞顫振試飛？），還有最后一個免費終極技能——大氣紊流激勵，利用飛行過程中氣流對結構的隨機擾動，通過特殊的方法計算得出結構模態(tài)，這種方法通常用于俯沖試驗，數據處理方法較為復雜，不建議初學者使用。

 6. 顫振試飛的安全保障措施有哪些？

    首先在開始試飛前要進行充分的準備工作，其中最重要的一項是整機的地面共振試驗，雖然在地面上沒有氣動力，但這是在飛行前用真實的飛機對顫振設計模型作最后一次檢驗，同時也可以為顫振試飛時所需要的激勵頻率提供有價值的參考。

    在試飛過程中，顫振試飛的安全保障措施可以用一個字來概括——慢，如果非要用四個字概括，那就是“循序漸進”——飛行包線擴展過程所邁出的每一步都要十分謹慎，對數據進行充分分析后再決定是否邁下一步。在進行大表速試飛時，應加強飛機結構檢查及高度和速度參數的校準檢查；在每次飛行前進行激勵系統(tǒng)檢查；每次飛行前、后進行飛機結構檢查；在每一個試驗點完成顫振激勵后，進行該速度下的操穩(wěn)檢查。飛行過程中如出現異常振動或噪聲等情況，停止試驗動作，飛行員輕柔帶桿，爬升減速，并向地面指揮員報告。