管式发射双鸭式布局导弹反安定面设计研究

为研究反安定面外形对双鸭式布局导弹气动特性的影响,对鸭式布局模型、梯形翼反安定面双鸭式布局模型和边条翼反安定面双鸭式布局模型在不同攻角、马赫数下的气动特性进行模拟,分析了阻力系数、升力系数、表面压力分布系数,力矩系数等参数的变化规律。结果表明:在反安定面面积相同的情况下,当Ma≦2时,梯形翼反安定面在中小攻角下(0°~30°)对全弹气动特性(除升阻比外)提升较大;当Ma>2时,边条翼反安定面对全弹气动特性提升较大。当Ma≦2时,两种反安定面对鸭舵升力系数产生负面影响,主要原因是反安定面会使鸭舵下表面压力系数减小。但由于边条翼反安定面的分离涡较强,在很大攻角范围内(0°~30°)与鸭舵涡产生有利的相互作用,使鸭舵上表面压力系数减小,进而鸭舵升力系数相较于梯形翼模型的有一定增加,并且鸭舵的升力系数很大攻角范围内都保持很好的线性度。在对弹头升力系数的影响中,两种反安定面在不同的速度下有不同的影响。

近距耦合鸭式布局导弹气动特性

由于导弹在大攻角下舵面法向力会下降,导致机动性降低。在鸭舵前添加反安定面,可使之与鸭舵之间产生有利干扰,在获得机动性的同时获得高操纵性。采用数值模拟方法研究亚声速和超声速条件下双鸭式布局导弹的近距耦合效应。在验证数值方法可靠的基础上,与鸭式布局导弹进行对比分析,重点研究来流工况为Ma=0.5与Ma=2.0时在不同迎角下反安定面与鸭舵之间的涡系演变过程,并对舵面法向力和俯仰力矩进行了分析。分析结果表明:当来流处于亚声速时,在中大迎角以后产生的增升效果明显,反安定面卷起的下洗涡与鸭舵涡卷绕融合后使之得到明显增强,涡强度的增强延迟了鸭舵表面的流动分离,提高了法向力;当来流处于超声速时,相互之间的耦合作用变为使鸭舵上表面流速增加和下表面涡量减少,进而提升鸭舵升力;双鸭式布局能够增加平衡迎角,提高操纵性。

反安定面展弦比对近距耦合鸭式布局导弹气动特性影响的数值研究

本文采用数值模拟方法研究亚音速和超音速条件下,反安定面展弦比对双鸭式布局导弹的近距耦合效应的影响。建立了数学模型,验证了数值方法,对展弦比为0.3、0.6和0.9的鸭式布局导弹进行了对比分析,重点研究了来流工况为Ma为0.5和2时,在不同攻角、不同展弦比下两鸭舵之间的涡系演变过程,并对舵面法向力和俯仰力矩进行了分析。结果表明:亚音速条件下,当展弦比为0.3时中大攻角以后近距耦合效应产生的增升效果明显,反安定面卷起的下洗涡与鸭舵涡卷绕融合后使之得到明显的增强,涡强度的增强延迟了鸭舵表面的流动分离,提高了失速后的法向力,并随着展弦比增加而提升效果减弱;当来流处于超音速时,随着展弦比的增加,鸭舵法向力先增大后减小,反安定面在展弦比为0.6左右时耦合效果较好;同时双鸭式布局反安定面在展弦比0.3~0.9范围内随着展弦比增加,提高操纵性效果越好。