涡轮泵排气对超声速飞行器气动性能的影响

采用数值计算方法研究了涡轮泵排气位置及排气流量对超声速飞行器气动性能的影响规律,确定了最佳排气位置,在此基础上开展了攻角对排气效果的影响研究。结果表明:1)主流对涡轮泵排出的气体有较强的干扰,飞行器表面的分离区随排气量的增加而增大,造成阻力增加,升力减小;2)上、下表面排气均可导致阻力的增加,且下表面由迎风导致在相同排气量下阻力较上表面大;3)为减小飞行器正攻角飞行时的阻力,排气位置应设置在上表面;4)当在上表面排气时阻力随攻角的增加逐渐增加,但与基准状态的阻力差量随攻角的增加逐渐降低。

导弹最优滑翔弹道的设计及存在的问题

优化飞航导弹末段无动力飞行阶段的滑翔距离,对于提高导弹的战技指标具有很大的意义。通过优化分析可知,保证最大滑翔距离的最优滑翔策略近似等价于导弹以最大升阻比飞行。为了实现这种飞行策略,首先设计了寻优法实现策略,然后比较了另外两种可行的控制方式,经仿真发现都可以实现理论上的数值最优解。为了在导弹真实飞行时保证这一策略的实现,提出了利用神经网络逼近气动数据的自适应方法,作为进一步工作的方向。

新型高超声速飞行器气动构型设计

为设计一种新型高超声速滑翔飞行器,采用数值模拟方法对HIFiRE Flight 1所选用的试验飞行器进行改型设计,使其具有良好的气动性能。结果表明:飞行器上表面形状和翼型对其气动性能影响显著,升阻比随上表面迎风面积的减小而升高;当机体不带机翼时,升阻比随马赫数的增加而升高;具有乘波特性的机翼能够给机体提供较高的升阻比;在研究范围内(Ma=4～10),随着马赫数的增加,Model 3的升阻比先增大后减小,当马赫数为8时,升阻比最大。

垂直起降飞机新型气动布局设计分析

针对常规垂直起降飞机起飞阶段存在的不足,基于螺旋桨滑流诱导增升的设计思路,提出了翼上螺旋桨布局和耦合动力的双层翼布局以提高全机在巡航、悬停、垂直起飞状态下的气动性能。采用CFD数值模拟方法研究分析了在二维流动情况下不同布局参数对2种新型布局气动力的影响规律。计算结果表明:通过合理利用螺旋桨滑流,2种布局的升力系数相比于常规拉力螺旋桨布局均有明显的提升,最大升力系数增量可达14.8%,而阻力系数则急剧减小并出现了负阻力值。在零来流速度条件下,耦合动力的双层翼布局依靠螺旋桨滑流的加速效应能够对翼面诱导出升力,从而可最终减小全机在悬停、垂直起飞阶段的功率需求,这一结果证明了利用滑流诱导增升的思路是可行的。

高超声速飞行器周期巡航与总体参数关系研究

考虑防热和节能等因素,高超声速飞行器在巡航段应采取周期巡航。采用无量纲参数,将飞行器动力学方程归一化,用胞映射法确定了高超声速飞行器周期巡航的初始条件,并分析了周期巡航与推重比、升阻比等总体参数的关系。得出了大升阻比、高推重比有利于飞行器实现周期巡航以及巡航燃料消耗率主要与升阻比有关等结论。

某分离式制导火箭弹大攻角增程技术

根据火箭弹的轨迹方程分析了火箭弹射程的影响因素,描述了分离式制导火箭弹的原理以及制导控制方法,选取不同初始速度及升阻比参数进行了大攻角增程效果的仿真分析。结果表明,采用大升阻比实现火箭弹大攻角增程方法可以有效实现火箭弹增程。

BWB客机经济性相关设计参数的影响分析

为了分析翼身融合布局客机(BWB,Blended Wing Body)高巡航升阻比和与其匹配的下一代低油耗发动机所带来的经济性收益,通过估算飞机的总体参数和计算飞行性能,以每座公里耗油量为衡量标准,定量分析巡航升阻比和发动机耗油率等相关参数对250座级和450座级的影响;与现有同量级常规布局客机对比分析,估算出BWB系列客机经济性收益的具体数据,并分析座级和航程对BWB客机经济性的影响,得出BWB系列客机发展的趋势和特点,最终综合考虑收益与可实现难度和代价,给出合理的设计参数值.

自由变形在水翼外形优化设计中的应用

为了研究具有较好水动力性能的水翼外形,本文采用了自由变形方法对NACA0012水翼外形开展外形优化设计研究,建立了一套外形优化设计框架。外形优化设计框架采用基于非均匀有理B样条的自由变形方法实现水翼的外形参数化;经流场仿真后由序列二次规划算法进行优化迭代。利用优化框架分别对NACA0012水翼进行了单点及多点外形优化设计。优化目标旨在提高水翼的升阻比,在满足体积和厚度约束的条件下,优化结果表明:单点及多点设计下升阻比分别提升了8.46%和8.47%,水翼外形得到了较好的优化。

高超声速巡航飞行性能的优化分析

高超声速巡航速度获得和维持都要消耗很多燃料,通过分析它们与飞行参数的关系,给出了高超声速巡航飞行的最佳速度.在相同飞行距离下,高超巡航飞行性能和最小能量弹道的比较表明,基于火箭动力的高超声速巡航导弹在现阶段很有竞争力.