横向喷流对复杂外形导弹气动特性影响研究

通过求解可压缩NS( Navier - Stokes)方程组,得到横向喷流标模流场仿真结果,验证了横向喷流流场仿真方法的有效性.在此基础上对复杂外形导弹的干扰流场进行仿真,并从定性与定量两方面分析喷流位置和来流攻角对干扰流场的影响.对比分析了不同攻角时,有无喷流弹体表面压力分布,给出了有无喷流的弹体法向力沿轴向变化规律...     

大型捆绑助推器气动干扰流场数值模拟

从三维薄层近似N-S方程出发,采用TVD差分格式,对某捆绑了2个大型助推器的运载器(RLV)流场进行了计算,得到了大型捆绑助推器真实复杂流场.数值结果表明在捆绑大型助推器后,在运载器头部附近产生了很强的弓形激波;数值结果也较好地反映了助推器的喷流与运载器芯级发动机的喷流相互干扰状况,为今后大型捆绑式可重复使用运载器的气动设计提供了理论依据和计算方法.     

激波诱导推力矢量控制对导弹气动载荷的影响

用数值方法模拟了激波诱导矢量喷流时喷管内流场和导弹绕流流场.采用二阶精度Roe格式对三维Navier-Stokes方程进行了离散,利用k-ω湍流模型模拟了湍流流动.通过对壁面压力和摩擦力积分并无量纲化得到了导弹的升力系数、阻力系数和俯仰力矩系数,分析了矢量喷流对气动载荷的影响.结果表明,矢量偏角随次流与主流压力比（Secondary Pressure Ratio,SPR）增大而线性增大;在不同飞行速度和攻角下,气动载荷随SPR的变化而呈现不同的变化规律.     

大长径比自旋弹箭横向自振特征的有限元计算方法与结果分析

本文研究大长径比自旋弹箭在飞行时横向振动的自振特性.本文将转子动力学应用于弹道学，采用有限元法，建立自旋弹簧横向振动自振特性方程。同时给出了计算方法，利用该方程和该方法，开发了相应的计算程序，通过数值计算，可给出细长旋转弹簧飞行时的进动转速和临界转速，以及上应的位移和角度振型。利用该程序，进行了实例计算和分析。     

变质量陀螺方程在旋转导弹中的应用

文中给出变质量陀螺运动普遍方程的详细推导，通过对导弹的尾喷流阻尼的估算，验证了在某些条件下。尤其是无控的起始飞行阶段该阻尼的作用不应被忽略；同时推导出了半衰时间和基于半衰时间的当量无量纲阻尼率的计算公式。     

喷流上游电弧等离子体对超燃燃烧室性能的影响

基于电弧放电等离子体热阻塞机理,数值模拟等离子体产生于超燃燃烧室横向喷流上游时燃烧室流动过程,分析激励器位置与激励强度两个关键因素对等离子体作用效果的影响。结果显示:激励器开启下等离子体区域形成一高温虚拟凸起,诱导出斜激波;随着激励位置从燃烧室入口向喷流移动,喷流上游回流区x向尺寸呈先增后减趋势,在最优激励位置激励时,分离激波强度显著降低。     

超声速横向气流中射流破碎过程的数值研究

基于流体体积函数（Volume of Fluid,VOF）方法对超声速横向气流中射流破碎过程进行数值模拟,通过与国内外实验对比,验证了该方法捕捉液柱轨迹的准确性和模拟气相流场的可靠性。针对基准工况以及不同动压比工况下超声速横向气流中射流破碎过程的计算,结果表明：高频的周期不稳定波在液柱破碎中起主要作用;液体射流与超声速横向来流存在强相互作用,形成弓形激波、分离激波以及激波交错的复杂激波系;当动压比升高时,液柱沿流向破碎点位置几乎无变化,而液柱破碎点位置的穿透深度明显增加。     

战术地地导弹全程控制执行机构研究

研究了仅利用横向喷流作为战术地地导弹全程控制执行机构的可行性。从理论上说，这种执行机构在大气中和真空中都能提供足够的控制力和控制力矩，能够满足全程控制要求，方可行。这种执行机构的优点是结构简单，技术成熟，可靠性高，能源消耗不多。     

主动引射冷却对空气舵热环境影响的试验研究

以气体引射冷却为代表的主动式热防护系统是未来先进热防护技术的重要发展方向,对于改善飞行器重要区域的热环境有广泛应用前景,研究其对于流动和热环境的影响规律具有重要意义.针对典型的平板-舵结构,在超声速激波风洞中研究了主动引射冷却系统在不同喷流条件下对于模型空间流场结构和典型区域热环境的影响规律.试验结果表明:随着引射喷流马赫数的增大,喷流形成的弓形激波逐渐增强,与平板表面的夹角逐渐增大.模型中舵尖下方平板、舵轴前平板、舵轴前舵底面、舵前端以及舵轴迎风面的降热效果显著高于附近其他区域.当引射喷流马赫数为4时,上述各区域的降热率约为70％～90％.     

超声速来流与横向喷流干扰流场冻结流数值模拟

利用对称TVD格式和重叠网格技术数值求解NS方程及组分方程，采用单一空气组分模型和双组分冻结流模型，模拟了某导弹构形的横向喷流干扰流场，对计算结果进行了分析．     

大型超声速风洞正激波位置实时监测系统研制

针对超声速风洞在试验过程中正激波可能回退到试验段,对试验安全和试验数据质量造成重大影响的问题,研制了一套正激波位置实时监测系统.设计了基于以太网的数据采集系统,介绍了软件功能和特点,并给出了风洞试验结果.试验结果表明:该系统运行稳定、可靠,为保证试验安全和数据质量提供了一种新的监测手段,同时对优化风洞运行参数以及确定各马赫数堵塞度要求等方面都有重要作用.     

超声速气流中多孔逆向射流减阻防热机理研究

为提高高超声速飞行器头部的减阻防热性能,对钝化前缘多孔逆向射流方案进行参数化研究。基于雷诺平均三维可压缩N-S方程,采用SST k-ω湍流模型对流场进行数值仿真,通过与公开文献中的实验数据进行对比,验证了数值方法的可靠性。重点对比分析了有无多孔逆向射流方案下钝化前缘的流场结构,多孔逆向射流的引入使飞行器头部流场发生变化,将飞行器头部前缘的弓形激波向外推移,使前缘展向壁面处于一个连续的低温环境中。结果表明,多孔逆向射流在减阻和热防护方面均能起到良好效果。     

射流冲击盖板覆盖下有限厚炸药的仿真和试验研究

为了研究有限厚炸药在射流冲击下的起爆过程,并得到有限厚炸药的临界起爆阈值。试验采用Φ40 mm聚能装药作为射流源,通过高速录像进行拍摄,对不同厚度的50SiMnVB盖板覆盖下的43 mm厚TNT炸药进行了射流冲击起爆试验,得到炸药的临界起爆阈值和不同刺激强度下的响应情况以及反应产物的膨胀速度。采用数值仿真软件进行了有限厚炸药在射流冲击下的数值模拟计算,得到了射流冲击下炸药内弯曲冲击波发展过程以及有限厚炸药的临界起爆阈值和炸药厚度关系,并通过试验结果进行了验证。最后建立了有限厚炸药临界起爆阈值和临界盖板厚度的计算模型。结果表明:厚度43 mm的TNT临界起爆阈值为37 mm3·μs^-2,并且在不同响应之间反应产物的膨胀速度相差至少一个数量级。射流冲击有限厚炸药时,弯曲波发展为爆轰波需要一定距离,剩余射流头部速度越高,弯曲波发展为爆轰波所需的距离越短。炸药厚度的减少将导致有限厚炸药的临界起爆阈值和临界盖板厚度的增加,并且有限厚炸药的临界起爆阈值的对数与炸药厚度的对数近似呈线性关系。     

一种改进的FL-32 风洞双转轴角度测量方法

为满足风洞开展横向测力试验的需求,对FL-32 风洞双转轴角度测量方法及结构进行改进。依据侧滑角 的测量原理,利用三角函数关系计算侧滑角,通过分析侧滑角测量方法误差来源,结合FL-32 风洞实际结构形式, 建立了一套新的侧滑角测量方法,可提高侧滑角的测量精度;同时,通过对双转轴局部结构进行改进,解决了双转 轴的可靠性和适用性。试验结果表明,FL-32 风洞双转轴能满足风洞横向测力试验的要求。     

火箭发射场坪排焰道口射流研究

为了研究火箭发射场坪上排焰道口射流流场的弯曲变化规律,基于亚声速直线射流的理论公式,提出一种横风场中亚声速弯曲射流分析方法。推导了非均匀风场作用下亚声速弯曲射流轴线方程,以及弯曲射流半宽、横截面速度、质量流量和轴线速度的近似公式;在恒定风速横风场条件下采用近似公式和计算流体力学（CFD）两种方法计算不可压缩弯曲射流的轴线和速度分布,基于CFD结果对近似公式的参数进行修正,根据近似公式参数变化分析初始半宽和速度比对射流的影响。结果表明：近似公式可以较准确地描述射流现象;初始半宽的变化对射流形状影响较小;速度比的变化对射流形状具有显著影响;所采用的理论方法在分析发射场坪排焰道口射流时具有可行性。     

双锥罩射流侵彻钢靶侵深计算模型

为了完整地描述双锥罩聚能射流侵彻钢靶的全过程,利用冲击波Hugoniot关系修正伯努利方程,结合改进的PER理论推导双虚拟原点,建立了考虑冲击波、射流速度分布及射流状态等影响因素的侵深计算模型。通过试验验证了考虑冲击波、双虚拟原点及射流断裂影响的计算模型能够提高预测侵深的准确性,比较了各分界点因素对射流侵深的影响,获得了炸高及双锥罩结构参数对射流侵深的影响规律。研究结果表明：随着炸高的增大,连续射流与断裂射流分界点的出现将早于冲击波影响分界点;头部速度、拐点速度和侵彻深度均随上锥角的增大而减小;随着上锥高占罩高比例的增大,射流头部速度、侵彻深度逐渐增大,而射流拐点速度呈下降趋势。     

某超声速风洞控制系统安全策略优化研究

针对某超声速风洞试验运行中面临的主调压阀位移传感器故障导致阀门失控、试验段正激波回退以及不同马赫数的总压超压保护功能不足等安全隐患,提出了主调压阀智能判定规则及处理措施,研制了正激波位置实时监测系统,完善了总压保护值全域匹配等安全控制策略。试验表明：上述优化措施运行稳定可靠,提高了风洞控制系统智能化和自动化水平,对保障风洞试验安全运行有重要作用。     

级间分离过程中后体反向喷流对前体气动特性的影响

叙述了固体推进剂火箭级间分离过程中,反向喷流流场的特征和影响反向喷流流场结构的因素,介绍了反向喷流风洞试验的模拟参数,分析了后体反向喷流对前体法向力系数,俯仰力矩系数,阻力系数的影响以及喷流总压对前体气动特性的影响,并提出四点结论。     

固体火箭燃气舵气动设计研究

介绍了固体火箭燃气舵气动设计中的几个问题，包括喷流流场分析、舵体材料选择及其性能分析、舵体理论外形和气动特性设计以及风洞和点火测力试验等。将舵的气动特性要求和舵的强度、刚度及烧蚀量等要求综合起来考虑，可以使燃气舵的研制一次成功。