小展弦比飞翼布局航向控制的组合舵面研究

航向控制是飞翼布局设计急需解决的关键技术之一。采用数值模拟方法,研究了小展弦比飞翼布局嵌入式阻力舵(SSD)的航向操纵及其耦合特性,针对滚转力矩大等耦合气动问题,提出了一种由嵌入式阻力舵与升降副翼构成的航向操纵组合舵面。研究了组合舵面的航向操纵规律及其耦合特性,揭示了其流动机理。研究结果表明:组合舵面具有很强的航向操纵和解耦能力,通过阻力舵偏度与升降副翼偏度的优化匹配,可显著减小或消除耦合滚转,使升力与俯仰特性得到恢复,很好地解决了小展弦比飞翼布局航向操纵及其耦合问题,具有舵面少、效率高等特点,是无尾布局航向控制的有效手段,应用前景广阔。

飞翼布局组合舵面航向控制特性综合研究

寻求高效实用的航向控制措施一直是飞翼布局飞行器设计的难点。提出了一种由外翼上翼面嵌入式阻力舵和其相对应的后缘副翼组成的组合舵航向控制措施,通过CFD方法、风洞试验和模型飞行试验3种研究手段,综合研究了单独部件和组合舵在低速、亚声速时的航向控制特性。结果表明:单独阻力舵的航向控制能力比较强,但与纵横向力矩耦合严重,需与其他舵组合使用;单独副翼的航向控制能力很弱,且与纵横向力矩耦合非常严重,建议不单独作为航向控制措施使用;组合舵的航向控制能力强,选取阻力舵与副翼的舵偏角角度差在0°~5°范围的组合舵方案,可以大幅度削弱与纵横向的力矩耦合程度,实现操纵舵面解耦设计;无论单独部件,还是组合舵,舵偏角为0°~6°范围的力矩变化规律较差,建议通过预置舵偏角等方式避开此角度区域。