飞行器操纵时，操纵面（副翼，方向舵，升降舵等）偏转某一角度，在操纵 面上产生空气动力，除了产生相对于质心的力矩外，还产生相对于操纵面转轴（即 铰链轴）的力矩，称之为铰链力矩[4]。对于自动驾驶仪操纵的导弹来说，推动操 纵面的舵机需要的需用功率取决于铰链力矩的大小。对于有人驾驶的飞机来说， 铰链力矩决定了驾驶员施于驾驶杆上的力的大小，铰链力矩越大，所需杆力也越 大。 

尾翼一般由不动的部分（安定面）和可转动的部分（舵面）所组成。也有全 动的，如全动舵面。无论何种类型，铰链力矩都可表示为: 

Mh=mhqtStbt       （1。1） 

式中：  mh ——铰链力矩系数； 

qt ——流经操纵面（舵面）的动压； 

St —— 舵面面积； 

bt ——舵面弦长。 

铰链力矩系数 mh 主要取决于操纵面的类型及形状、Ma 数、攻角（对于方向舵则 取决于侧滑角）、操纵面的舵偏角以及铰链轴的位置[5]。当舵面尺寸一定时，在其 他条件相同的情况下，铰链力矩的大小取决于舵面的转轴的位置。转轴越靠近舵 面前缘，铰链力矩就越大。若转轴与舵面压力中心重合，则铰链力矩为零。

铰链力矩与流经操纵面的动压成正比，在飞行过程中飞行器飞行状态时时刻 刻都在发生变化，铰链力矩也随之在较大范围内不断变化，从而影响操纵机构的 动态性能。 

1。3 舵机效率

前面所提到的一些参数以及反操纵现象都说明了铰链力矩的存在时刻影响 着舵机的效率。铰链力矩与来流动压成正比，而来流速度是经常变化的，因此舵 面铰链力矩的大小极不稳定，使得舵机常常需输出额外的功来对铰链力矩进行补 偿，而且补偿功的大小变动频率很大，使得飞行器飞行过程不稳定，影响飞行器 的操纵性，从而使得对铰链力矩的研究变得十分有意义[6]。

1。4 铰链力矩影响因素

舵面绕流非常复杂，其铰链力矩受多种因素影响，如舵面所在安定面绕流流 动、舵面几何外形、舵面与安定面间的缝隙大小和形状等[2]，铰链力矩还受迎角 和舵偏的影响。在流体力学的发展过程中有很多前辈对舵面气动特性进行了相关 研究，其中既包括风洞实验也包括数值计算。有很多文献记载了相关数据比如文 献[7]为美国国家航空航天局的技术备忘录，记载了关于 X-24A 的翼面载荷和操 纵面铰链力矩的全尺寸低速风洞试验研究。根据目前进行的风洞试验，铰链力矩 会随舵偏的增大而增大，随迎角的的增大在一定范围内呈线性变化。舵面与安定 面的缝隙对铰链力矩的大小有一定的影响。根据现有的研究表明，缝隙宽度的增 加会使舵面铰链力矩系数发生小幅变化。 文献综述

固定转捩带同样对铰链力矩有影响。主要是因为飞行器在大气中飞行时雷诺 数一般比较高，而在风洞中进行的实验雷诺数比实际低很多，造成模型表面附面 层与实际中飞行的飞行器表面的附面层相差很大。在模型试验中可采用边界层固 定转捩的方法，使模型表面边界层与飞机相似。相关研究表明附面层固定转捩与 自由转捩的结果虽然数值上有些差异，但变化趋势是一致的。在附面层固定转捩 试验中需要保证来流湍流度以及实验雷诺数保持不变，因为来流湍流度跟雷诺数 会影响附面层的转捩位置。 

马赫数和雷诺数对铰链力矩的大小有影响，但不会太大[9][10]。通常情况下， 在亚音速和超音速时，马赫数对铰链力矩的影响不大，只有在跨音速时，马赫数 对铰链力矩的影响较为明显。相关的风洞实验研究表明，攻角和舵偏不大的情况下雷诺数对铰链力矩的影响不大。采用不同的模型进行实验时结果会有所不同 [9]。  CFD火箭弹舵面铰链力矩数值模拟研究(3):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_91990.html