无尾布局后体超声速航向增稳设计方法
2020-07-08李春鹏刘铁中钱战森张铁军
航空学报 2020年6期
李春鹏,刘铁中,钱战森,张铁军
中国航空工业空气动力研究院,高速高雷诺数气动力航空科技重点实验室,沈阳 110034
气动外形简洁的无尾布局由于其气动效率高、结构重量小、雷达隐身特性好等优点,成为未来作战飞机气动布局研究的热点方向[1-6]。但没有尾翼也使得无尾布局面临着较为严重的操稳控制问题,特别是寻找能够产生足够航向增稳和控制力矩的新型部件或舵面配置[7]。
国内外对于无尾布局航向操稳控制研究的重点,主要集中于新型航向控制舵面的探索以及基于新型舵面的布局航向操稳控制分析两方面。新型航向控制舵面主要有全动翼尖、差动前缘襟翼、嵌入式舵面、阻力方向舵和组合舵面等形式[8-13],尽管上述舵面具有一定的航向控制能力,但是在大迎角或超声速状态则面临舵面效率明显降低的问题[14-17]。李林等针对基于现有舵面的无尾布局,选取跨超声速巡航和低速起降等典型飞行状态,定量分析了构型参数、飞行状态与三轴稳定性以及典型模态之间的线化规律[18]。
对于航向稳定性不足的无尾布局,在受到横航向扰动时利用控制舵面主动偏转来提供恢复力矩是实现布局航向增稳的典型方法[19],但这会带来舵面可用偏度减小、飞机系统可靠性降低等问题[20]。为此,宋磊等提出了一种通过改变机翼上反角来提高横航向动稳定性的无尾布局设计方法[20]。对于同样存在航向稳定性不足问题的升力体布局,赵俊波和沈清结合流场特点,提出了一种基于当地侧向流动压缩/膨胀原理的航向气动增稳设计方法,通过后移侧向气动压心,较为明显地改善了布局的航向静稳定性[21]。……
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