超声速下栅格舵展开过程数值模拟

栅格舵从折叠到展开的过程中气动特性变化剧烈,对展开可靠性和导弹整体气动特性的影响都比较大。针对栅格舵这种复杂的构造形式,生成了带有棱柱层的非结构网格,再结合重叠网格技术对栅格舵导弹超声速绕流流场进行了数值模拟,计算结果与风洞试验结果吻合较好。在此基础上,对超声速下栅格舵动态展开过程的非定常流场进行了数值模拟,分析了栅格舵导弹动态气动特性的变化规律。     

机载导弹折叠舵展开气动特性试验研究

针对采用折叠舵的机载导弹发射后,舵面从折叠到展开过程中不同展开角下外翼面的气动特性特别是折叠轴扭矩进行研究。主要分析了展开角、来流马赫数、侧滑角对外翼面气动力的影响。研究发现,随着展开角的增加,外翼面气动力以及折叠轴扭矩均有不同程度增加;马赫数对外翼面的力及扭矩影响不大;随着侧滑角增加,外翼面受力及扭矩逐渐增加,增量与展开角有直接关系。     

火箭弹折叠尾翼的质量优化设计

火箭弹作为一种飞行武器,弹体应具有良好的气动性能.弹翼作为火箭弹结构的重要部分,可以产生飞行升力和对弹体的操纵力,并能加强弹体飞行的稳定性.火箭弹尾翼的质量与其飞行性能相关,此以火箭弹尾翼的质量为优化目标,进行尾翼的轻量化设计.根据火箭弹飞行的空气动力学要求,在尾翼面积不变的条件下以尾翼翼根厚度和展向厚度变化量作为设计变量,以翼面受气动载荷时的最大挠度和翼面展开时间为约束变量.通过理论分析和数值计算,给出了设计变量的设计可行域,得到了尾翼质量的优化设计结果,其优化后质量比优化前减少41%.     

滑翔增程弹鸭式舵的气动设计与分析

为了保证滑翔增程弹箭在滑翔飞行过程中有效地增程,必须对滑翔弹箭的舵面进行气动设计与分析.阐述了制导炮弹舵面参数确定的原则,研究了滑翔增程弹舵面几何参数的选择、舵面尺寸确定的方法.仿真结果表明,采用该方法确定的舵面气动性能能够保证滑翔增程弹在滑控段飞行过程中稳定性适当,静稳定性储备量约在4%左右;操纵性较好,舵面偏转10°,能够产生约6°的平衡攻角;稳定性与操纵性、舵偏角和平衡攻角匹配较好,为滑翔增程弹舵面的气动设计提供了参考.     

复合控制火箭弹脉冲点火算法研究

制导火箭弹在稀薄大气条件下气动舵的控制效率很低,为提高火箭弹高空飞行的控制性能,研究了气动舵/脉冲火箭复合控制中的脉冲点火算法,分析了脉冲发动机组合点火以及差动舵控制脉冲合力方向的特性,提出了一种基于控制指令分解的新型脉冲点火控制方法.仿真表明,采用该脉冲点火方法所产生的直接力能够使弹体快速跟踪指令过载,提高了火箭弹的过载响应速度,改善了高空飞行时的动态性能.该方法结构简单,计算量小,为火箭弹直接力/气动力复合控制技术提供了参考.     

单组舵控火箭弹控制能力及精度研究

简易控制弹药由于其成本低、精度高,一直是国内外研究灵巧弹药的一个重要方向。文中在某常规火箭弹上加上两片气动舵,对火箭弹弹道进行数值仿真。主要分析了舵起控时间和舵偏角大小对修正能力的影响,并计算了舵的修正能力和控制精度。结果表明:在文中的假设条件下,选择10°舵偏角,出炮口47.55s时进行控制,能保证弹箭稳定飞行且修正能力最强,舵机的控制精度在0.8%以内。     

机载导弹导轨式发射虚实混合动力学建模与仿真

在综合考虑复杂碰撞、气动载荷和舵偏条件下,为了确保空空导弹与发射架之间的安全分离,提出运用多体动力学虚实混合建模与仿真技术来对弹架分离过程进行研究。建立了弹架分离系统虚实混合多体动力学模型。气动载荷、舵面偏转运动和发动机推力根据CTS试验和发动机试车试验结果采用AKIMA插值方法建模,接触力采用非线性并联弹簧阻尼模拟,闭锁力采用弹簧力模拟。基于所建立的模型,研究了发射架导轨斜面对弹架分离过程的影响。研究结果表明,考虑导轨斜面条件下,导弹发射全包线是安全的,研究结果对弹架分离安全性设计具有重要的工程价值。     

推力矢量燃气舵特性的机理分析

为了研究燃气舵气动特性的形成机理,采用N-S方程模拟了推力矢量燃气舵表面压力分布,得到了不同舵偏角下燃气舵周围压力的变化曲线,分析了燃气舵表面不同位置压力的大小.结果表明,舵偏角的变化对燃气舵背风面的压力影响不大;随着舵偏角的增大,燃气舵迎风面的压力变化很大;在升力贡献方面,靠近根部区域大于梢部,最大厚度处上游区域大于下游.     

导弹折叠冀静力实验研究

阐述了导弹折叠冀展开时在模拟载荷（包括气动载荷）作用下的静力实验方法。测量了弹冀表面应力的分布和北尖位移，研究了折叠冀强度和刚度，与理论计算进行了比较。比较证明实验方法是可行的。同时指出设计的不足所在。     

推力矢量燃气舵在空空导弹上的应用研究

从气动角度,依据研究模型,运用典型条件,使用定性定量的方法对推力矢量燃气舵对导弹大攻角转弯和控制特性产生的影响进行了分析研究,指出推力矢量燃气舵控制对导弹的转弯速率贡献很大,燃气舵对超大攻角下的纵向控制和滚转控制等性能起着重要或决定性作用,以及在不同飞行条件和攻角下燃气舵对操纵力矩系数的贡献。根据对滚转控制的分析,指出了空空导弹选用燃气舵进行推力矢量控制的重要因素,及燃气舵对导弹性能带来的其他影响。     

基于CFD-FASTRAN的导弹折叠弹翼展开过程模拟?

为了研究飞行环境下导弹折叠弹翼的展开过程,文中介绍了如何采用气动分析软件CFD-FASTRAN对其进行模拟,包括问题描述、网格划分、计算参数设置等。根据计算结果分析给出了导弹4片弹翼展开过程中的同步性、展开角速度情况以及弹体姿态和姿态角速度的变化情况等。结果表明,模拟方法可行,模拟结果可为导弹总体设计、弹道设计及弹翼机构设计等提供参考依据。     

挂架天平测量飞机外挂物运载飞行载荷

为了飞行试验测量外挂物运载飞行载荷,开发了六分量挂架天平。给出了稳定平飞、对称拉起状态下飞行试验获得的外挂物载荷典型结果,利用风洞实验得到的外挂物气动导数计算出相同飞行状态下的外挂物运载气动载荷。结果间比对分析,稳态下载荷大小和规律十分一致,机动状态下的差异值得深入研究。挂架天平用于飞行试验测量外挂物载荷是切实有效的。     

鸭舵修正机构舵偏角选择方法

为了研究鸭舵式修正机构舵偏角的选择方法,建立了不同舵偏角下弹丸的三维模型,并利用FLUENT和ADAMS软件进行联合仿真,得到了不同舵偏角下弹丸的空气动力数据和飞行稳定性特征。同时,研究了不同舵偏角对电机控制能力和鸭舵修正能力的影响,并进行了MATLAB仿真。结果表明,在满足全弹气动布局、飞行稳定、电机有效控制、弹丸修正能力的基础上,尽量选择舵偏角大的舵翼结构。     

读者之声

陕西省宝鸡市读者任亮来信: 请介绍推力矢量技术。常规飞机依靠操纵副翼、升降舵和方向舵等各种气动舵面在空中作六个自由度的运动。然而,这种气动舵面在飞机低速飞行时控制效率很低;在零速度时丧失作用;在高速飞行时阻力很大。此外常规飞机在气流中运动时,必须严格控制     

基于头舵联动控制的主动段减载技术

为了有效降低火箭在主动段飞行期间的横向载荷,提出一种基于头部空气舵与发动机喷管联动控制的主动段减载设计技术。该技术已在某型火箭设计中成功应用,计算结果显示采用这种减载设计能使火箭主动段飞行的全箭最大弯矩降低30%以上。对于有头部空气舵的固体火箭而言,该技术具有成本低、方便实现的特点。     

无翼式布局制导火箭弹俯仰操纵气动特性

为了研究某无翼式布局制导火箭弹进行俯仰操纵时非线性气动特性对弹箭操纵性的影响,通过模型风洞试验和数值计算相结合的方法,分析了不同马赫数、舵偏角和攻角等因素对该火箭弹气动特性的影响。对模型进行超声速风洞试验,试验结果表明,俯仰操纵负舵偏角时俯仰力矩系数导数随攻角先增大后减小,正舵偏角时俯仰力矩系数导数随攻角先减小后增大。采用ANSYS FLUENT对不同工况下该弹气动特性进行数值计算,计算结果表明,得到的俯仰力矩与风洞实验结果吻合较好,最大误差仅为4.6%。各部件气动特性分析结果表明:弹身的压心在负舵偏角时前移,正舵偏角时后移; 上尾舵受弹身干扰影响法向力效率降低; 负舵偏角时下尾舵的法向力系数导数随攻角减小,正舵偏角时下尾舵的法向力系数导数随攻角增大; 各部件共同作用下弹箭气动特性呈非线性。     

某火箭弹尾翼展开过程分析

针对火箭弹飞行过程中的尾翼展开强度问题,以某火箭弹尾翼为对象,通过尾翼展开过程的理论分析,建立了尾翼展开分析模型,分析了尾翼展开过程中展开角和转速随时间的变化关系以及所受外载荷情况.基于分析所得载荷条件,采用数值模拟方式分析了两种不同结构尾翼展开过程中与尾翼座形成冲击时的应力响应情况.通过外弹道飞行试验对分析结果进行了验证.结果表明,分析结果与试验结果具有较好的一致性.     

智能变形导弹虚拟飞行仿真技术

针对活动部件运动会使导弹飞行呈现耦合的多体动态特性,并引发气动力瞬变的问题,基于动量及动量矩定理,发展了一套适于变形导弹的多体运动模型。该模型以附加惯性项及快变气动参数的形式来反映气动力面变形对导弹动态特性的影响,涉及交叉求解不同气动外形对应的气动特性及运动方程。为此,开发了一套基于DATCOM在线计算与MATLAB/SIMULINK协同的虚拟飞行仿真系统,将其用于典型轴对称导弹的变形翼与折叠舵飞行仿真中。结果表明,所开发的虚拟飞行仿真系统快速有效,能够用于变形部件的自适应律设计,并揭示其对复杂动态的影响机理。     

导弹天线罩的静热强度及其试验

该文叙述了导弹天线罩在飞行中,由于气动加热和机动过载所必须承受的静热强度性能要求及模拟导弹飞行时天线罩受静热联合载荷的试验方法,对研究导弹天线罩的静热载荷性能有一定的参考价值.     

超声速飞行器后缘舵缝隙影响研究

针对某超声速飞行器,采用数值模拟方法研究了不同弦向缝隙下机翼与后缘舵之间的绕流特性,在兼顾亚声速气动特性的基础上获得了缝隙对舵效及气动性能的影响规律。结果表明,亚声速时舵效随缝隙的增大降低较多;超声速时缝隙对舵效的影响较亚声速小,当缝隙为10 mm时飞行器的舵效及气动性能最优,研究结果可为超声速飞行器后缘舵设计提供定性的参考依据。