可变形翼导弹动态气动特性的仿真研究
2021-10-19丛歆雨
宇航总体技术 2021年5期
丛歆雨,吴 杰
(南京航空航天大学空气动力学系,南京 210016)
0 引言
目前,飞行器对机动性、稳定性、飞行效率等提出了越来越高的要求。但是,传统固定外形飞行器的气动性能难以满足不同飞行环境和作战任务需求。从地面到临近空间,空域跨度非常大,气压、温度变化巨大,同时飞行马赫数从低速到超声速,甚至到高超声速。不同环境条件对飞行器的外形要求差异巨大,固定外形飞行器难以满足要求。在此背景下,提出了可变翼的概念。早在1903年,莱特兄弟就把可变翼的概念应用在控制飞机,那是人类对可变翼的第一次尝试。从那时开始,可变翼的研究就从未停止过。一般来说,可变翼指的是飞行器的翼面形状或其剖面形状可受控变化。可变翼一般分为翼面刚性变形和柔性变形。刚性变形如变后掠翼、伸缩翼等,可以实现机翼的大变形,已经在工程应用实践上取得较好的效果。而机翼柔性变形实现机翼的小变形,尚且存在较大的难度,距离应用还有较远的距离。对于可变翼变形的研究大多集中在飞机上,并且取得了成功的应用,如美国的F-14和俄罗斯的Tu-160,这代表了变后掠翼飞机的发展,但可变翼在战术导弹上的应用较少。
雷神(Raytheon)公司曾提出可变翼巡航导弹的方案,使其能根据飞行条件进行机翼的伸缩。Mcdaniel等研究了旋转弹翼对气动性能的影响,在不同速度下可以显著减小阻力。Bae等研究可变翼巡航导弹的气动特性,发现翼展反对称变化产生的滚转力矩可以增强横滚控制。……
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