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战斗机大迎角/过失速机动下的进气道气动特性

2020-07-08向欢杨应凯谢锦睿吴永胜

航空学报 2020年6期

向欢,杨应凯,谢锦睿,吴永胜

中国航空工业成都飞机设计研究所,成都 610091

超机动性是第4代战斗机的基本特征之一,而过失速机动是战斗机具有超强机动能力的重要标志。过失速机动能力的具备可使战斗机机头指向速度大幅提高,近距格斗能力显著改善,同时可突破传统飞行禁区,最大限度地挖掘战机潜能。要实现过失速机动和全包线无忧虑飞行能力,优异的进发匹配特性至关重要,因为大迎角和过失速机动状态下进气畸变特性急剧恶化,带来巨大的发动机稳定裕度损失,极易引起发动机喘振停车,给飞行安全带来严重威胁。因此战斗机要想获得过失速机动能力,必须摸清大迎角及过失速机动飞行状态下进气道的气动特性。

常见的过失速机动包括眼镜蛇机动、赫伯斯特机动、榔头机动、轮盘机动等多种,具有飞行迎角大、速度低、三轴角速率大以及速度/方向/高度大幅变化等特点,同时进气道内部流动存在强烈的非定常和非线性特征,因此给理论研究、计算仿真、试验技术、验证手段等方面都提出了巨大挑战。

20世纪90年代,美国先后通过F-15 S/MTD、F-16 MATV、F-15 ACTIVE、F/A-18A HARV等计划开展了大量的大迎角进气道特性研究工作。其中在F/A-18A HARV项目中开展了大迎角进发相容性飞行试验,主要研究了大迎角稳定飞行时进气道气动特性[1]、快速机动等动态飞行过程与稳定飞行条件下进发匹配特性的差异[2-4]、大迎角大偏航速率快速脱离机动飞行过程中进气道流动特性及发动机失速原因[5]、CFD计算仿真对大迎角进气道特性的预测能力[6-11]、极端复杂工况下发动机换算流量的测量方法[12-13]等问题,取得了丰硕的成果。……

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