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基于数值虚拟飞行的自旋尾翼鸭式布局弹箭动态气动特性研究

2021-06-26庞川博蒋胜矩

弹箭与制导学报 2021年2期

庞川博,蒋胜矩,赵 超

(1 西安现代控制技术研究所,西安 710065;2 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所,西安 710065)

0 引言

鸭式布局是战术导弹以及小型制导火箭弹最常用的气动布局形式之一,由于舵面面积小、控制力臂长,因此具有响应快、操控效率高、铰链力矩小等优点;舵机常布置于弹体头部附近,有利于舱内组件的排布。当鸭舵舵面作滚转控制时,其产生的不对称洗流作用于尾翼上将诱导出反向滚转力矩,使得舵面产生的滚转控制力矩显著降低,在工程应用上通常被认为不能有效进行滚转控制。为了探索鸭舵控制时洗流的作用规律,国内外学者采用风洞试验或数值模拟的方法开展了大量的工作,提出了一系列有效的措施来改善鸭式布局的滚转控制效率[1-3],其中自旋尾翼是一种有效的途径,通过将尾翼套筒用轴承连接于弹身上,使得尾翼上诱导产生的滚转力矩与弹身解耦,从而达到滚转可控的目的。国外学者早在20世纪70年代起就开展了一系列针对自旋尾翼的风洞试验,对其控制效率和超声速气动特性进行了研究[4-5];国内雷娟棉[6]、张晓旻[7]等也通过风洞试验证实了自旋尾翼作为滚转控制改善措施的有效性。在数值计算方面,Blades[8]采用非结构网格对自旋尾翼流场进行了模拟;余奇华[9]等采用滑移网格研究了自旋尾翼在固定转速下对导弹气动特性的影响;Chen[10]等人研究了舵片固定偏转条件下自旋尾翼的运动状态以及绕流场分布;……

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