廖保全, 冯金富, 齐铎, 李永利, 余宗金

(空军工程大学 航空航天工程学院, 陕西 西安 710038)

一种可变形跨介质航行器气动/水动特性分析

廖保全, 冯金富, 齐铎, 李永利, 余宗金

(空军工程大学 航空航天工程学院, 陕西 西安 710038)

摘要:由于海水和空气物理性质存在巨大差异,航行器很难以单一外形满足在两种环境下的航行要求。为此,提出一种通过改变外形来实现水空介质跨越的航行器,并通过计算流体力学对其空中和水中两种外形的气动/水动特性进行研究。仿真结果表明,通过改变外形,航行器能够同时满足水下航行和空中飞行的要求。水下航行时,航行器在较小的仰角范围内通过收缩机翼减小阻力;空中飞行时,通过展开机翼增大升力。

关键词:计算流体力学; 气动特性; 水动特性

0引言

随着航空航海技术的发展和军事需求的推动,以隐蔽性好、突防能力强为优势的跨介质航行器获得了广泛关注[1]。跨介质航行器是指能够多次跨越介质且能持续航行、重复使用的航行器。2008年,美国国防先进技术研究局着手研制一种既能够在空中飞行,又能够在水面和水下航行的新概念飞机[2]。与此同时,美国军方研制中的另一款水下发射无人飞机“鸬鹚”(Cormorant)已取得实质进展。法国波尔多航空技术公司正研制将用于海洋研究、港口和海岸警戒的潜水飞机“埃利乌斯”(Aelius)。

研究和实践均表明,水面舰艇的防空体系和水下防御系统仅对空和反鱼雷来说存在诸多优势。……