无尾布局纵向操纵的嵌入式舵面概念研究
2012-03-03孙静张彬乾杨广珺
飞行力学 2012年3期
关键词:嵌入式
孙静,张彬乾,杨广珺,2
(1.西北工业大学航空学院,陕西 西安 710072;2.西北工业大学无人机特种技术重点实验室,陕西西安 710065)
引言
无尾布局设计的最大挑战是寻求全新的飞行操纵控制方式,代替被取消的垂尾和平尾,以产生足够的飞行控制力矩。目前,国内外有关无尾布局操纵方式的研究集中在推力矢量、主动控制变形机翼、新型气动操纵舵面三个方面。对注重成本的无尾布局而言,实用有效的飞行操纵方式是发展全新的综合气动操纵舵面[1]。
国内外根据无尾布局本身的气动特点,围绕其操纵控制模式开展了大量的研究工作,提出了多种可在无尾布局中应用的新型复合式气动操纵舵面概念[2-5],如全动翼梢、扰流板、分布襟翼和阻力舵等。
W型无尾翼身融合布局[6-7]是课题组自主设计的创新平台。为满足纵向俯仰平衡操纵的需要,基于该布局的外形特点,在远离重心的机体两端设计了鸭面和尾舵作为基本纵向控制舵面。然而,大迎角时,两种舵面的操纵效率均有所降低。为解决这一问题,需进一步探索新型的纵向控制舵面。本文提出的机身下表面嵌入式舵面(LSP),旨在对升阻影响尽可能小的情况下,获得纵向控制力矩。采用数值模拟方法,分别探讨了机身下表面嵌入式舵面的位置及几何参数对纵向控制的影响,对嵌入式舵面的纵向控制能力进行了概念性研究。
1 数值计算方法
本文采用数值计算软件CFX进行气动力分析,所采用的控制方程为N-S方程,湍流模型采用标准k-ε模型,利用有限体积法将控制方程离散,对流项采用二阶迎风差分格式进行推进求解。……
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