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某型反坦克导弹系列化设计气动性能的研究

2021-12-03闫胜利熊永亮何小辉

兵器装备工程学报 2021年11期

闫胜利,熊永亮,何小辉

(1.华中科技大学 力学系, 武汉 430074; 2.江南工业集团有限公司, 湖南 湘潭 411207)

1 引言

国内外反坦克导弹发展按“基本型”和“基本型系列化”的道路发展,在战场环境和军事革命的要求和技术的进步的推动下,基本不改变导弹几何外形尺寸,使用成熟的高新技术成果进行持续的改进和升级[1],以适应不同的作战环境和作战平台,提高导弹的整体作战效能。

“基本型系列化”的导弹气动外形一般根据总体参数的变化在“基本型”上进行适应性改进设计,如根据战斗部、导引头、发动机装药量的不同对应弹头形状以及弹长等气动外形尺寸的变化[2],根据总体参数匹配设计对应弹翼位置的变化等[3-4]。本文在某型反坦克导弹基础上,依据工程上的气动外形系列化变化经验,对系列化导弹的气动参数变化进行了计算研究,得出了部分系列化气动参数变化规律。

2 数值计算方法

数值计算的核心[5-8]是求解三维Navier-Stokes方程,在笛卡尔坐标系下,控制方程的微分形式如下:

(1)

其中:Q为守恒变量矢量;E、F和Q为无粘通矢量,Ev、Fv和Gv为粘性通矢量。湍流模型采用适用于处理壁面边界流动空气动力学问题的Spalart-Allmaras单方程模型,采用理想气体,用Sutherland定律计算空气粘性,同时求解质量方程、连续性方程及能量方程[9]。

原型弹模型如图1所示,部分参数如下:L=1 090 mmm,L1=200 mm,L2=560 mm,L3=125 mm,L4=115 mm,D=120 mm,D1=134mm,D2=320 mm。文中所选计算区域为一个直径为3 000 mm,长度为8 500 mm的圆柱形区域,导弹弹头距离圆柱前端面的距离为2 000 mm。将导弹外流场的几何模型导入ICEM软件中进行六面体网格划分,在导弹壁面划分出合理的边界层网格。……

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