A380通過全機地面共振試驗，驗證和考察飛機動態特性，為完善顫振分析提供可靠的結構數據。資料圖
7月15日，美國聯邦航空管理局（FAA）稱，數據分析顯示波音747-8飛機在高過載飛行狀態下且某些系統發生故障時可能會出現顫振現象。FAA要求波音在未來五年內對飛機的機翼進行改進，以規避顫振風險。
縱觀人類航空發展百余年歷程，氣動彈性問題幾乎伴隨飛機發展的全過程。其中，顫振無疑是最引人關注的現象，不僅是因為它的復雜性，更重要是顫振會造成災難性的后果。
什么是顫振
五百多年前，意大利人利奧那多·達·芬奇模仿鳥類飛行造出了一架撲翼機，之后人們經過長期反復的實踐，終于在1903年發明了飛機，實現了飛上天空的夢想。此后30年，飛機不論在速度、高度和飛行距離上都超過了鳥類。
但當飛機飛行變得更快更高時，設計師又碰到了一個難題，就是顫振現象。顫振曾多次造成飛機墜落，許多飛行員因而喪生，飛機設計師們為此花費了巨大的精力研究顫振現象。當今，顫振仍然是飛機設計必須要考慮的問題，對飛機設計至關重要。
氣動彈性力學中，顫振是彈性體在氣流中發生的不穩定振動現象。飛機顫振是作用在機翼、尾翼等結構上的非定常空氣動力、慣性力以及彈性力耦合引起的振幅不衰減的自激振動。顫振屬于氣動彈性穩定性問題，具有多種現象形態，就其空氣動力方面發生的原因而言，顫振問題可分為兩大類。第一類是發生在勢流中，流動分離和邊界層效應對顫振過程沒有重要影響，通常稱為經典顫振。第二類是與流動分離和漩渦形成有直接關系，可稱為失速顫振。
20世紀70年代起，寬頻帶伺服控制系統開始應用于飛機。隨著現代飛機柔性的增大，飛機系統與飛行控制系統之間耦合變得不可忽略，飛機結構彈性振動信號與剛體運動信號一起被傳感器接收，經飛行控制系統處理后驅動舵面偏轉，偏轉產生的氣動力變化激勵機體產生振動，也會影響飛機的顫振特性，這類現象可稱為氣動伺服彈性。
飛機一旦在空中發生顫振，會在極短的時間內導致結構毀滅性的破壞，飛行員幾乎沒有處置時間，因此飛機飛行包線內不容許發生顫振現象，對于民用飛機來說，對顫振的要求更為苛刻，須通過大量的理論分析、風洞試驗、地面試驗以及顫振試飛來驗證飛機滿足適航條款的規定。
為什么會發生顫振
1941年11月4日，美國洛克希德公司研制的高速戰斗機的原型機YP-38“閃電”在加州的格倫代爾上空試飛時，試飛員拉爾夫·費登沒能把飛機從俯沖狀態拉起，飛機發生顫振，隨即空中解體。后來事故調查發現，顫振分析時沒有考慮空氣壓縮性效應。在此之前，飛機的氣動理論是建立在空氣不可壓縮的假設基礎上，在飛行速度不大時，由飛機運動引起的空氣密度變化不大，空氣可認為是不可壓縮的。但當飛行速度提高到一定程度時，空氣壓縮性是必須考慮的。對于現代大型飛機，空氣壓縮性的影響是必須考慮的。
隨著飛機的不斷發展，飛機發生顫振的機理變得越來越復雜，氣動、結構、氣動熱以及控制系統等都會參與到其中，而且從不同的角度對顫振機理的認識會有所不同，下面從振動和能量角度來簡單闡述顫振的發生。
從振動角度來說，在地面上的飛機受到擾動后會引起振動，但由于阻尼的緣故，這種振動總是不斷衰減直至消失。在飛行中的飛機，由于種種原因，也會引起振動，但由于處于氣流中，情況就有所不同，一旦發生振動，就會引起附加的氣動力。
在這些氣動力中，有些起著激勵作用，有些起著阻尼作用。當飛行速度較小時，由于氣動阻尼作用，振動衰減很快。當速度增大到一定程度后，振動衰減便逐漸減慢。當達到某一飛行速度后，擾動引起的振幅正好保持不變，這個速度便稱為顫振速度，振動頻率稱為顫振頻率。在超過臨界值很小的飛行速度下，即使偶然的小擾動也會引起飛機激烈的振動，這就發生了顫振。
從能量的觀點來看，以翼段結構為研究對象，分析其能量在振動過程中的變化。翼段的能量包括動能和勢能，當不考慮結構阻尼引起的能量耗散，且沒有外力做功時，系統是一個保守系統，其動能與勢能之和為常值。若考慮結構阻尼引起的耗散，則翼段能量會在振動過程中會逐漸降低為零，因此系統是穩定的。若氣動力對翼段結構做正功，且大于阻尼耗損的能量，則翼段能量就會在振動過程中逐漸累積，導致振動響應的無限擴大，從而引發失穩，發生顫振。
如何預防顫振
昆蟲早在三億年前就飛翔在空中了，它們毫不例外地受到了顫振的危害，但經過長期的進化，昆蟲早已成功地獲得了防止顫振的方法。蜻蜓無疑是昆蟲王國中出色的飛行家。它不僅飛得快，飛得高，而且能做到許多現代飛機做不到的高難度動作。如果把翼眼去掉，蜻蜓的飛行會變得搖擺不定。
飛機設計師從蜻蜓的翼眼中受到啟發，模仿蜻蜓的翅膀，在機翼的前緣末端，增加配重，使機翼重心位置前移，使得某些機型的顫振問題得以解決。飛機設計師們大有相識恨晚之感，不然就可以避免許多人員的犧牲。
消除顫振是飛機顫振工程師的最終目標，然而飛機顫振的機理復雜，只有在飛機設計的最后階段，飛機結構、氣動構型、控制系統等能夠被合理準確地建立起來了，這時才能對新設計的飛機進行精確的顫振特性分析。
然而防止顫振研究在新型號飛機研制的早期階段就要開始進行，這種研究貫穿于新型號飛機研制的全過程。通常，防止顫振研究包括顫振理論分析、縮比顫振模型的高低速風洞試驗、全機地面共振試驗以及顫振飛行試驗等。
由于理論分析和試驗模型在對真實飛機的模擬上存在固有的不足，飛機顫振飛行試驗處于防顫振研究的最終環節，既以各項計算、風洞試驗和地面試驗的結果為基礎，又是這些工作的補充和鑒定。
顫振試飛是每架新機或重大改型飛機必須進行的Ⅰ類風險科目，也是中國民航適航規章（CCAR-25部）中明確規定必須完成的科目，其過程充滿了未知和風險。進行顫振試飛時，試驗機其實是在“亞臨界”狀態下進行的，試飛員在空中通過既定的激勵方法和程序，誘發飛機產生“顫振”，從而達到試驗的目的。顫振試飛必須進行直至限制速度的各種速度，以驗證在整個規定的飛行限制速度包線范圍內，所有的飛機臨界構形都無任何顫振現象，以及在通過外推飛行試驗數據得到的1.15倍限制速度之內，沒有任何氣動彈性不穩定性出現。因而，飛機顫振飛行試驗成為驗證新機和型號改型的顫振安全性必不可少、最有說服力的關鍵環節。
國產飛機在顫振技術上的探索
ARJ21飛機是我國首架具有自主知識產權的新型渦扇支線客機，中國商飛已經完成了ARJ21飛機的顫振試飛工作，獲得了適航認證，取得了型號合格證，并且即將交付用戶。
這表明中國商飛已經形成了系統性的民機顫振設計、分析和試驗能力，并且在型號研制中突破了多項關鍵技術。然而每個型號飛機都有自身的顫振特性，必須進行深入的研究。
北研中心強度分析技術研究部載荷與動力學專業組在上飛院研究員章俊杰的指導下，開展了顫振風洞試驗相關技術研究，主要用于處理顫振風洞試驗時域數據和預測顫振邊界。該技術在C919的顫振風洞試驗工作中得以應用，并取得了良好的效果，進一步完善后將有利于保護風洞模型和保障試驗進度。
然而每個型號飛機都有自身的顫振特性，必須進行深入的而研究隨著未來民機對性能要求的不斷提高，復合材料應用比例越來越高，結構越來越輕，柔性也越來越大，氣動彈性問題越發突出。北研中心處于民機預先研究的前端，需要根據C919飛機和未來機型特點開展針對性的顫振技術研究，探索C919飛機和未來型號飛機的顫振特性，摸清其顫振規律，夯實預研功底，革新設計觀念，提高設計技術，使氣動彈性力學作為一種設計準則、規范和指導思想在整個飛機設計過程中發揮關鍵性作用；同時北研中心需要研發具有高水準的顫振技術，為型號單位提供高質量的“武器”和“彈藥”，助力型號研制，為中國民機事業發展作出貢獻。
日常生活中的顫振
蜻蜓的翅膀：
作為昆蟲王國中出色的飛行家，蜻蜓在高速飛行時，每秒種要揮動翅膀30～50次，可是，蜻蜓的翅膀看上去柔薄，卻能在這種高頻振動之下安然無恙。
在億萬年前，大自然就為蜻蜓配備好了奇妙的消除顫振裝置，那就是它翅膀上加厚的翼眼。實驗證明正是翼眼的角質組織幫助蜻蜓消除了顫振的危害。
口琴演奏：
在日常生活中，音樂總是能夠帶給人愉悅的心情。人們在演奏口琴時，口部吹出穩定氣流后，簧片進入顫振狀態。簧片顫振引起的擾動氣流進一步在樂器空腔共鳴，從而產生悅耳的音樂。
橋梁倒塌：
1940年11月7日的美國塔科馬海峽吊橋的坍塌事件。由于吊橋設計師輕視了橋梁桁架剛度的重要性，只看到了風產生的靜態水平力，并沒有考慮到動態影響的可能性，導致大橋橋面發生扭轉。
