风力机最佳攻角与最大升阻比攻角非等同性研究

为提高风力机风能利用率,追求最大风能利用系数,对水平轴风力机最佳攻角与最大升阻比攻角的非等同性进行了理论分析,并采用叶素动量理论对其进行实例论证,以及通过计算流体力学(CFD)对结论进行仿真验证。研究结果表明,二者具有非等同性,最佳攻角略大于最大升阻比攻角,处于最佳工作点的风力机具有更高的风能利用系数,同时具有最大的速度比阈值区间。研究进一步发现,对于目前工作于最大升阻比攻角状态的风力机,通过减小叶尖速比的方式可以使其过渡到最佳攻角状态。

滑翔增程制导炮弹弹道特性分析与设计

滑翔增程制导炮弹与普通的舰炮相比,精度高,射程远,成本低,能够在对岸进行火力支援等方面发挥重要作用,是国家军队急需发展以应对现代化作战的重要制导武器。针对滑翔增程制导炮弹初始发射条件的选取和发动机点火时刻的设计,采用遍历性计算方法进行了分析,得到了最优发射条件和发动机点火时刻。以此为基础,采用最大最大升阻比法设计了增程弹道,仿真结果表明,以最大升阻比为原则的方案弹道结合选取适当的初始发射条件和发动机点火时刻,能够有效提高滑翔增程制导炮弹的射程,对于指导工程实践和作战运用具有重要意义。

求解滑翔增程弹较优舵偏角方法

文中阐述了滑翔增程弹的飞行过程,建立了滑翔弹在纵向平面内的弹道模型,分别采用序列二次规划法和最大升阻比法.对俯仰舵面的较佳控制过程进行了分析,仿真计算表明,序列二次规划法优化得到的俯仰舵偏角规律较优,适用于滑翔增程弹求解俯仰舵偏角的后期优化工作;最大升阻比法所求得的俯仰舵偏角规律较差,但其方法及求解过程简单,适用于滑翔增程弹前期的论证工作。

低重心标枪的空气动力学研究

本文对国际田联改型男子标枪(俗称低重心标枪)的风洞实验进行了分析认为:标枪重心和空气压力中心之间力臂值和出手初速关系不大,它随迎角的变化有较大变动。升阻比和出手初速关系不大,它随迎角的加大而增大,迎角25°时达最大值。低重心标枪和旧标枪相比俯仰力矩绝对值增大,标枪飞行要获得适宜的空气动力效应。投掷时可适当减小出手迎角。

制导炸弹最优滑翔特性研究

研究制导炸弹在大气中保持最优水平滑翔特性,通过引入无量纲变量将制导炸弹状态方程组转换成简洁的无量纲形式,并以升力与重力相平衡的水平飞行准则,利用范化升力系数的定义,得出最大纵向距离和最大持续时间的解析解。该解析解的意义在于将最大纵向距离和最大持续时间表示成高度的函数。对应不同的高度,可以利用解析解直接得到相应的最大值。

滑翔飞行器轨迹优化仿真研究

滑翔飞行器相关技术是当今国际上的研究热点问题,飞行轨迹具有航程远、精度高、机动能力强等特点,为了达到航程的最大化,即节省能量的目的,以及获得其它优良特性,针对再入飞行段,在初始条件不变的基础上,通过对比分析三种适用于滑翔飞行器的轨迹飞行方式,包括固定攻角飞行、最大升阻比飞行和平衡滑翔飞行方式,研究轨迹的高度、航程等问题,仿真分析表明,采用最大升阻比飞行可以达到节省能量的目的,采用平衡滑翔飞行可以适用于某种特定需求的使用方式。

飞机设计思想的一场革命——“协和”式超音速客机研制历程

由英法联合研制的“协和”式超音速客机是60年代航空技术发展的一项伟大成就.它的意义不仅在于大大缩短了旅客到达目的地的时间,更重要的是它开创了飞机利用脱体涡产生升力的先河,引起了飞机设计思想的一场革命.“协和”式飞机是在传统的飞机设计原则不能满足性能要求的情况下,大胆运用当时新的空气动力学理论成果的产物.“协和”式飞机的研制历程表明,一架全新的飞机不仅要综合运用已有技术成果,还必须从理论和实验两方面解决面临的新问题,获得新的技术突破.从这个意义上可以说。

高超声速滑翔再入飞行器的可达区快速预测

防御方对来袭滑翔再入飞行器进行可达区的预测存在先验信息量不足且时效性要求高等难题。为此提出一种基于最优化飞行假设的可达区快速预测方法:仅需已知目标当前位置、速度与最大升阻比(可基于雷达探测数据通过实时弹道估计获得),基于平衡滑翔假设和最大横程的埃格斯解分别获得目标最大纵程和横程终点坐标,在经纬度二维平面内,可达区即可近似为以两个最大横程终点间线段为短轴、最大纵程终点到短轴距离为半长轴的半椭圆区域。仿真结果表明,与传统的数值优化方法和常倾侧角方法相比,提出的方法具有利用先验信息少、精度较高和运算量小的优点,可满足实时性要求。

锐边高超声速再入飞行器气动隐身综合设计

对锐边高超声速再入飞行器气动隐身综合设计进行了研究。以REX-203飞行器外形为研究对象建模,分析了修正牛顿理论、活塞理论和激波膨胀波理论三种常用的高超声速气动力工程算法用于锐边高超声速再入飞行器的适用性,用最准确的修正牛顿理论讨论了不同外形的飞行器最大升阻比变化规律,用高频近似算法计算了飞行器雷达散射面积（RCS）。综合考虑最大升阻比和RCS,给出飞行器隐身气动综合优化设计为飞行器中部长度0.6-0.7m。

全程最大化的滑翔飞行器轨迹优化仿真研究

针对滑翔飞行器轨迹优化研究主要集中在再入飞行段,主动段和再入段的衔接状态对航程等性能有重要影响。单纯扩大优化范围可能导致问题十分复杂,甚至找不到可行解。为探寻某飞行器的最大纵向航程能力,采用高斯伪谱法对飞行器数学模型进行离散近似,转化成非线性规划问题,通过合理设置性能指标,使全程问题可解,优化得到不同阶段的控制变量,仿真结果显示飞行航程有较大幅度提高。最后通过与最大升阻比等飞行模式的仿真结果进行对比,证明提出的优化方法是有效的,同时优化后的控制变量具有较好的工程适用性。

滑翔弹最优弹道设计存在的问题及解决方法

最大滑翔距离是滑翔弹最重要的战技指标之一。根据现有理论,滑翔弹按照最大升阻比飞行的弹道是具有最大滑翔距离的最优弹道。滑翔弹实现最大升阻比飞行的控制策略有升阻力系数表达式法和升阻比搜索法,针对这两种方法的不足,根据工程经验,提出一种计算量小、结构简单的新方法。以某型号滑翔弹为仿真用例,仿真结果证明了新方法的可行性和有效性;对不同类型的滑翔弹,新方法具有通用性。

一种变后掠飞翼布局气动性能研究

如何平衡飞行器低速高升阻比和高速较小的激波阻力一直是飞行器设计师们研究的前沿之一。本文针对采用飞翼布局的飞行器,设计了一种可变外翼段的飞翼布局飞行器,该飞行器采用外侧变掠翼的机翼构型和滑轨式可收缩变后掠翼结合,通过计算发现该构型在大展弦比状态升阻比可以达到16,而在临界马赫数情况下变为后掠翼状态可以有效降低激波阻力,减小机翼上表面激波区域,实现低速和高速的性能均较优。

A320系列机型绿点速度特性分析

绿点速度是空客系列机型特有的光洁构型、一发失效条件下的最佳操纵速度。为了研究绿点速度的设计依据,利用空客PEP性能软件计算A320系列机型光洁构型、一发失效条件下、不同校正表速所对应的爬升角、等待燃油流量和飘降下滑角,分析了绿点速度状态、最大升阻比状态下的爬升、等待、飘降性能与最佳爬升/等待/飘降性能相互之间的关系。结果表明:绿点速度小于最大升阻比速度,随着飞行高度增加逐渐逼近最大升阻比速度;绿点速度下的爬升/等待/飘降性能对应于最大升阻比性能、最佳爬升/等待/飘降性能的均值。

低速通用飞机机翼低成本精细化设计

针对低速通用飞机升阻特性的低成本精细化设计,通过合理地简化模型,建立了一种将翼型升阻比曲线斜率作为附加设计约束的机翼工程优化设计方法。基于该优化设计方法,利用低成本快速设计分析工具开展了优化设计,并对设计方法及结果进行了风洞试验验证。试验结果表明,所提方法能够有效提高机翼最大升阻比,同时使最大升阻比对应的升力系数逼近巡航工况,进一步挖掘了低速通用飞机的经济性潜力。

FSAE赛车的双层扩散器的结构设计及优化

本文分析了赛车扩散器对赛车性能的影响,利用Fluent流体力学分析软件对单层和双层扩散器的性能进行比较和分析,并根据对比和分析结果确定扩散器的扩散角度,选取最佳扩散角度。