鸭式布局弹箭滚转飞行侧偏问题的气动分析

论文摘要

本文从气动力角度对鸭式布局弹箭进行了研究。理论分析鸭式布局弹箭滑翔飞行中可能引起侧偏的原因有：鸭舵组合打舵条件不理想造成的侧偏和不对称下洗流作用于尾翼造成的侧偏。通过风洞实验得到了无舵模型和三种不同打舵方式带舵模型的气动力数据,通过对不同模型数据的交叉对比分析,研究了各种模型的阻力、升力、俯仰力矩、滚转力矩、偏航力矩、侧向力等气动参数随马赫数、攻角、舵偏角、滚转角等参数变化的规律和异同,并初步探讨了下洗流对弹体造成侧偏的规律与特点。实验结果表明,四种模型的阻力、升力、俯仰力矩系数基本遵循相同的变化机理和规律。四号模型的滚转力矩系数变化比其他三种模型更加剧烈,当弹体处于相对于竖直平面不对称的姿态时,随着攻角增大,下洗流的不对称性愈发显露出来,滚转力矩系数急剧增大,这一现象解释了为什么弹箭在实际飞行中时有转速不均的情况发生。侧向力和偏航力矩系数在有舵时明显大于无舵模型,随攻角和舵偏角的增大,不对称下洗流对侧偏的影响越明显,侧向力和偏航力矩系数增大；侧向力和偏航力矩系数随滚转角的变化呈弦性变化,当弹体滚转到左右对称的姿态时,侧偏值很小,都在零值附近变化,当弹体滚转到左右不对称的姿态时,侧偏值出现明显上下波动。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 注释表
• 1 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 气动布局的研究状况
• 1.2.1 常见气动布局定义和分类
• 1.2.2 鸭式布局的特点
• 1.2.3 鸭式布局滚转控制国内外研究情况
• 1.3 课题的研究方法
• 1.3.1 空气动力学研究方法
• 1.3.2 实验研究方法
• 1.4 课题的主要研究内容
• 2 实验研究的方案和内容
• 2.1 实验方案的确定
• 2.1.1 偏航力矩和侧向力
• 2.1.2 滑翔控制时鸭舵的变化规律
• 2.1.3 滑翔控制时鸭舵下洗的影响
• 2.1.4 实验方案
• 2.2 实验设备
• 2.3 实验模型
• 2.3.1 模型设计准则
• 2.3.2 总体模型图
• 2.3.3 鸭舵组合方式
• 2.3.4 实验模型数据
• 2.4 实验内容
• 2.4.1 实验条件
• 2.4.2 实验方法和步骤
• 2.4.3 测试内容
• 2.5 计算公式
• 3 模型阻力、升力分析
• 3.1 阻力、升力随攻角的变化规律
• 3.2 阻力、升力随马赫数的变化规律
• 3.3 阻力、升力随舵偏角的变化规律
• 3.4 阻力、升力随滚转角的变化规律
• 3.5 本章小结
• 4 模型俯仰分析
• 4.1 俯仰力矩随攻角的变化规律
• 4.2 俯仰力矩随马赫数的变化规律
• 4.3 俯仰力矩随舵偏角的变化规律
• 4.4 俯仰力矩随滚转角的变化规律
• 4.5 俯仰控制效率
• 4.6 本章小结
• 5 模型滚转分析
• 5.1 滚转力矩随攻角的变化规律
• 5.2 滚转力矩随马赫数的变化规律
• 5.3 滚转力矩随舵偏角的变化规律
• 5.4 滚转力矩随滚转角的变化规律
• 5.5 滚转控制效率
• 5.6 本章小结
• 6 模型侧偏分析
• 6.1 侧向力和偏航力矩随攻角的变化规律
• 6.2 侧向力和偏航力矩随马赫数的变化规律
• 6.3 偏航力矩随舵偏角的变化规律
• 6.4 侧向力和偏航力矩随滚转角的变化规律
• 6.5 本章小结
• 7 结论
• 7.1 全文总结
• 7.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献