弹箭尾翼气动减阻方法研究

为了增大尾翼弹弹道射程和打击范围,利用气动仿真与外弹道仿真计算相结合,分析了尾翼后掠角和斜切角对气动特性和弹道特性的影响。针对某六尾尾翼弹,利用气动仿真分析了后掠角和尾翼斜切角对阻力、升力、静稳定性和弹道特性的影响。仿真结果表明,尾翼产生的阻力占比较大,在一定范围内加大尾翼后掠角可有效减阻。当尾翼斜切角较小时,增大后掠角提高升力和静稳定性;当尾翼斜切角较大时,增大后掠角不一定可以提高升力和静稳定性。综合设计尾翼斜切角和后掠角以达到减阻效果时,需考虑尾翼前缘面积和迎风面与来流夹角。算例结果表明：40°尾翼后掠角和10°尾翼斜切角组合优化的条件下,阻力减小到原来的60%,最大射高提高了30%,射程提高了40%。     

子弹头部对亚音速气动特征影响数值模拟

文中根据子弹气动理论对子弹外形进行了气动优化讨论.针对带药型罩子弹药可能使用的头部外形,对子弹药简化模型进行了CFD计算和风洞测试.根据计算分析结果认为:内凹、平面、外凸三种子弹头部外形对子弹气动特性的影响集中表现在子弹的阻力系数中,其对子弹升力、偏航力、阻心位置的影响较小,附于子弹侧壁的小尺寸目标探测器导致的不对称性对子弹气动特征影响较小,不带尾翼子弹阻心位置比较靠前端,这可能影响子弹飞行稳定性要求.提出增加尾翼稳定装置来保证飞行稳定.     

小型子弹抛撒后的飞行力学特性影响研究

利用子弹尾翼展开过程风洞试验气动特性和尾翼在驱动力作用下在不同张开位置对应时间的测量结果,分析研究子弹抛撒引起的初始角速率对飞行攻角的影响;根据子弹飞行过程中最大攻角限制,确定子弹抛撒初始角速率控制范围。子弹抛撒初始角速率要求可进一步放宽,研究结果对子母弹药子弹抛撒设计中姿态调整具有现实意义。     

S-S型旋翼末敏弹气动特性规律研究

无伞末敏弹的稳定尾翼在母弹开舱前包裹于子弹外壁,因威力要求,子弹直径需要尽可能大,导致稳定尾翼的厚度较小,而末敏子弹下落速度较快,尾翼极易在空气动力的作用下发生挠曲变形。为深入分析尾翼结构参数对末敏弹气动特性及尾翼挠曲变形的影响规律,采用双向流体-固体耦合方法对S-S型旋翼末敏弹进行分析。研究结果显示：末敏弹阻力系数随弯折角α₂₁的增大呈递增趋势,而随其余3个弯折角的增大呈递减趋势;转动力矩系数随4个弯折角的增大均呈递增趋势,随4个弯折比的增大均呈现准线性递增趋势,随两翼长宽比的增大呈递减趋势。高塔自由飞行试验结果表明,末敏弹阻力系数和转动力矩系数的仿真误差分别不超过7.8%和6.1%,证明了双向流体-固体耦合方法分析无伞末敏弹气动特性的可行性与正确性。     

微小型制导弹药的尾翼气动特性研究

针对相同空间约束条件下鸭式布局微小型制导弹药尾翼气动设计问题,提出了弹出式尾翼与折叠式尾翼两种解决方案,完成了两种方案气动外形的三维建模,利用计算流体力学方法计算得出0.4～0.8Ma之间的气动特性,分析比较两者的阻力特性和升力特性,得到了折叠式尾翼对微小型制导弹药的增升效果优于弹出式尾翼的结论.在微小型制导弹药的设计过程中,可利用折叠式尾翼设计方法有效的提高微小型制导弹药的可用过载.     

布撒器-子弹气动干扰风洞实验研究

介绍了子母弹气动干扰风洞实验新方案的特点及实验装置的构成。利用该方案进行了布撒器一子弹气动干扰风洞实验。实验结果表明：阻力系数干扰量、升力系数干扰量随子弹的轴向位置振荡变化;随子弹的下移气动干扰量减小;子弹的攻角对气动干扰影响不大;在布撒器尾翼区子弹的气动干扰量变化很大;布撒器尾迹对子弹的阻力有很大影响。对亚音速子母弹气动干扰区边界的界定标准应仔细进行研究。     

鸭舵后掠角对火箭弹尾翼的滚转性能研究

根据具有较大翼面的鸭式布局火箭弹难以进行滚转控制的特性,文中采用数值流体力学分析手段,建立鸭式布局火箭弹外流场模型,仿真分析了鸭舵滚转效应产生机理、鸭舵下洗对尾翼气动耦合规律以及后掠角对火箭弹滚转性能的影响.仿真结果表明由于鸭舵下洗作用,在尾翼上诱导出一个舵控方向相反的滚转力距,使滚转控制能力降低甚至反效;在后缘后掠角x≠0°时,随着后缘后掠角的减小火箭弹的滚转控制能力基本不变.     

战术弹纵横向气动特性的计算方法

本文介绍战术弹纵横向气动特性的计算方法,其中用吸力比拟法计算翼的非线性力,用冲击流比拟法计算体的非线性力。所谓冲击流比拟,就是有攻角旋成体的横向流动沿轴向的发展,与从静止突然开始运动的二维圆柱绕流随时间的发展相似。部件之间的相互干扰将采用干扰因子和当量攻角法计算。给出了导弹上的自由涡轨迹和自由涡产生的翼面上下洗角分布。本方法适用于计算单独弹身、翼-身组合体、身-尾组合体和全弹在亚、超音速范围内的纵横向气动特性,其攻角一般在0°～20°之内,即弹翼上的涡不发生破裂,弹身体涡保持在对称性的攻角范围之内。此外,导弹可以绕其纵轴滚转,弹翼或尾翼呈“+”字形或"×”形。操纵面是全动弹翼或全动尾翼,并可作俯仰、偏航和滚转操纵。不同外形战术弹的计算结果表明,其纵向气动特性与实验值较符合,横向气动特性误差稍大。     

典型尾翼布局的类乘波体气动与流场特性研究

通过数值模拟方法,深入对比研究了高超声速情况下类乘波体机身带单垂尾、双垂尾、三垂尾3种典型尾翼布局的气动特性,并揭示了机身对尾翼的干扰流动机理.研究表明:从全机的气动性能角度分析,双垂尾布局气动特性最优;从尾翼的纵向气动性能角度分析,单垂尾布局下尾翼的气动特性较好.最后揭示了机身对垂直翼、倾斜翼和水平翼的干扰流动机理.文中的研究结果能够对高超声速飞行器的尾翼布局设计提供有价值的参考.     

末敏子弹减速减旋弹道的气动加热

末敏子弹在火药燃气推力作用下从母弹舱内抛出后,其表面红外辐射主要源于减速减旋运动产生的气动加热。针对此问题,应用SIMULINK建立了末敏子弹减速减旋弹道的仿真模型,求解并分析了弹道诸元的变化规律。以部分弹道数据和气流参数为来流条件,利用FLUENT对其气动热进行了数值模拟,分析了不同飞行条件下的表面瞬态温度、压力分布规律。结果表明:末敏子弹在减速减旋段的速度较低,表面温度梯度较小,红外辐射特征较弱; 高温区集中在弹头附近、伞盘以及连接杆部位; 驻点温度的仿真结果与工程计算结果吻合较好。研究结论可为末敏弹的红外侦察预警仿真技术提供帮助。