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Bang-Bang控制方式旋转导弹气动特性数值分析*

2021-10-10徐一航陈少松

国防科技大学学报 2021年5期

徐一航,陈少松,周 航

(南京理工大学 能源与动力工程学院, 江苏 南京 210094)

第二次世界大战以后,精确制导武器在很多条件下取代了无控弹箭,然而精确制导武器的高成本又制约了它的大规模应用,因此一种低成本导弹应运而生。为简化控制系统、降低控制成本,导弹采用旋转的Bang-Bang滚控方式来实现一对鸭舵的单通道控制,通过鸭舵的上下偏转使其在一个周期内为导弹提供一个方向的合力,从而实现导弹的俯仰和偏航运动。

目前,国内外已有很多学者对旋转导弹的气动特性进行了相关研究,王智杰等[1]、刘周等[2]和陈白冰等[3]对高速旋转弹丸的气动力进行数值研究表明,高速旋转弹丸周向压力分布和切应力分布的非对称畸变、边界层的非对称畸变、大攻角下涡的非对称畸变等对马格努斯效应有重要影响。马杰等[4]对高速旋转带有船尾的尖拱圆柱形弹丸进行了数值模拟,结果表明,随着马赫数的增加马格努斯力逐渐减小,马格努斯力与弹丸转速呈线性增大的趋势。Despirito[5]采用雷诺平均和大涡模拟(Reynolds Average Navier-Stockes/Large Eddy Simulation, RANS/LES)混合方法对M910旋转弹丸进行了数值模拟,结果表明全弹的马格努斯力和力矩主要由船尾产生。雷娟棉等[6]研究了船尾外形对旋转弹丸马格努斯效应的影响,总结了马格努斯力及力矩随马赫数、船尾角和船尾长度与弹径的比值的变化规律。船尾产生的侧向力在亚跨声速时随马赫数的增大而增大,在超声速时随马赫数的增大而减小。……

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