基于分布式合成双射流的飞行器无舵面三轴姿态控制飞行试验

将自主可控的合成双射流激励器集成于常规布局飞行器中,进行了三轴无舵面控制飞行试验,验证了分布式合成双射流对飞行器巡航时的无舵面姿态调控能力.对合成双射流激励器进行改进,设计了分布式三轴姿态控制合成双射流激励器,滚转环量控制激励器分别安装于两侧机翼翼尖处后缘,射流出口靠近压力面;偏航反向合成双射流控制激励器分别安装于靠近两侧机翼翼尖20%弦长处,上、下沿展向均匀布置;俯仰环量控制激励器安装于V尾下的平尾后缘,射流出口靠近压力面.针对巡航速度为30 m/s的飞行器,进行了三轴姿态控制飞行试验,结果表明:分布式合成双射流实现了飞行器巡航时的三轴无舵面姿态操控;横航向控制存在耦合,滚转环量控制激励器实现了飞行器的双向滚转操控,能产生的最大滚转角速度达16.87°/s,偏航反向合成双射流控制激励器实现了飞行器的双向偏航操控,能产生的最大偏航角速度达9.09°/s;俯仰环量控制激励器实现了飞行器的纵向控制,能产生的最大俯仰角速度达7.68°/s.

合成双射流逆向吹吸控制对翼型流动特性影响

为探究合成双射流(Dual Synthetic Jets,DSJ)技术对飞行器航向姿态的控制能力,采用数值模拟的方法,研究了反向DSJ对小攻角、大攻角下翼型绕流流场的控制机理及气动控制特性,并通过飞行试验验证了其航向姿态控制能力。结果表明:小攻角下,反向DSJ会使阻力增大,升力略有减小,俯仰力矩基本不变;大攻角下,反向DSJ会使升力、阻力及低头力矩增大。小攻角下施加控制后,激励器出口前由于射流的阻挡作用形成高压区,伴随着流向逆压梯度的增加,分别在两个出口后形成准定常低压回流区,致使前后压差阻力增大,但压力包络面积基本不变,故升力变化不大;大攻角下施加控制后,除了会在射流出口前、后分别形成高压区、低压区外,还会使背风面流动提前分离,扩大分离区域面积,同时也会减小分离区内的压力值,扩大压力包络,增大阻力的同时,也会提升升力。飞行试验结果表明,反向DSJ具有对飞行器巡航时航向姿态的控制能力,可实现的最大偏航角速度为9.01°/s。