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空空導(dǎo)彈過失速重新定向技術(shù)研究

2022-09-29 10:23高昌昊宋文萍韓少強(qiáng)
空天防御 2022年3期
關(guān)鍵詞:預(yù)置角速度力矩

高昌昊,宋文萍,韓少強(qiáng),路 寬,王 躍,葉 坤

(西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院,陜西西安 710072)

0 引 言

空戰(zhàn)需求的牽引和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,使得空空導(dǎo)彈成為空中對抗的主導(dǎo)武器。由于發(fā)射平臺和攻擊目標(biāo)的高機(jī)動,空戰(zhàn)態(tài)勢瞬息萬變,要想在戰(zhàn)斗中取得先機(jī),空空導(dǎo)彈必須具備“全向發(fā)射”能力,即載機(jī)能從不同方向?qū)δ繕?biāo)發(fā)動攻擊。這不僅要求導(dǎo)彈能在較大范圍內(nèi)離軸發(fā)射,進(jìn)而攻擊載機(jī)側(cè)前方目標(biāo);還要求導(dǎo)彈能在向前發(fā)射后在空中轉(zhuǎn)彎,即實(shí)現(xiàn)“越肩發(fā)射”,進(jìn)而攻擊載機(jī)側(cè)后方目標(biāo)。

傳統(tǒng)“越肩發(fā)射”主要利用導(dǎo)彈大攻角飛行產(chǎn)生的法向過載實(shí)現(xiàn)純氣動力轉(zhuǎn)彎,受最大可用攻角限制,完成重新定向的耗時較長,且依賴發(fā)動機(jī)提供動力,能量損失大,攻擊效率低。新一代空空導(dǎo)彈將采用提高可用攻角而不是增大升力面的方法來提高機(jī)動過載,這促使導(dǎo)彈升力面縮小甚至變成無翼布局,導(dǎo)彈的靜穩(wěn)定度也逐漸減小甚至趨向靜不穩(wěn)定,進(jìn)一步提高了導(dǎo)彈的操縱性與機(jī)動性。同時,導(dǎo)彈在大攻角、超大攻角狀態(tài)下的氣動力具有非定常和非線性特征,舵效難以保證,這也是單純采用氣動控制面控制方式面臨的難題。近年來,直接力/氣動力復(fù)合控制技術(shù)的引入,極大地提高了戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的機(jī)動性,通過脈沖發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的推力可以快速、有效地調(diào)整導(dǎo)彈姿態(tài),為實(shí)現(xiàn)空空導(dǎo)彈后向攻擊時的快速重新定向提供了一種新思路。

本文研究了一種可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈快速越肩發(fā)射的過失速重新定向技術(shù),在該機(jī)動過程中導(dǎo)彈經(jīng)歷彈射出艙、過失速翻轉(zhuǎn)、重新定向幾個階段:

1)載機(jī)探測到攻擊目標(biāo)位于側(cè)后,輸入發(fā)射指令。

2)導(dǎo)彈彈射出艙,在初始彈射力等機(jī)制作用下脫離載機(jī),并利用在大攻角、超大攻角過失速過程中出現(xiàn)的靜不穩(wěn)定性和噴流直接力使導(dǎo)彈姿態(tài)角翻轉(zhuǎn)過一定角度,導(dǎo)彈姿態(tài)指向由前向迅速轉(zhuǎn)為后向,在此過程中僅對導(dǎo)彈滾轉(zhuǎn)進(jìn)行控制。

3)滿足點(diǎn)火條件后,發(fā)動機(jī)點(diǎn)火工作,使得導(dǎo)彈速度矢量逆轉(zhuǎn),在此過程中對導(dǎo)彈姿態(tài)進(jìn)行控制,保持導(dǎo)引頭指向穩(wěn)定,完成重新定向。

過失速重新定向機(jī)動示意如圖1所示,該方案無可用攻角限制,可以迅速實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈姿態(tài)反向和速度矢量逆轉(zhuǎn),相較于傳統(tǒng)越肩發(fā)射方案轉(zhuǎn)彎半徑小、轉(zhuǎn)彎時間短,能量消耗少,具有重要的研究意義。

圖1 過失速重新定向機(jī)動示意圖Fig.1 Schematic diagram of poststall re-orientation maneuver

本文采用計(jì)算流體力學(xué)(computational fluid dynamics,CFD)耦合剛體動力學(xué)(rigid body dynamics,RBD)的數(shù)值模擬方法,結(jié)合嵌套網(wǎng)格技術(shù),針對一種放寬靜穩(wěn)定度設(shè)計(jì)的無翼布局空空導(dǎo)彈,開展無載機(jī)干擾下的導(dǎo)彈過失速翻轉(zhuǎn)過程流動數(shù)值模擬研究。針對導(dǎo)彈過失速翻轉(zhuǎn)過程的軌跡、姿態(tài)進(jìn)行定量分析,研究預(yù)置舵偏角、彈射角速度、噴流直接力控制對過失速翻轉(zhuǎn)過程的影響規(guī)律,并通過預(yù)置舵偏角與直接力相結(jié)合的發(fā)射策略,使得導(dǎo)彈處于一種預(yù)定、可控的不穩(wěn)定狀態(tài),最終實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)彈的快速過失速重新定向(機(jī)動時間縮短至1.5 s)。

1 數(shù)值模擬方法

1.1 CFD數(shù)值方法

本文的數(shù)值模擬采用由課題組自主研發(fā)的CFD求解器,采用有限差分法進(jìn)行數(shù)值離散,具備二維/三維、定常/非定常的Euler/NS方程求解能力,集成了多種空間離散格式、時間推進(jìn)方法以及湍流模型,還采用當(dāng)?shù)貢r間步長、矩陣預(yù)處理以及多重網(wǎng)格法等加速收斂措施,能夠在結(jié)構(gòu)化多塊嵌套網(wǎng)格上進(jìn)行求解,同時該求解器具備CFD/RBD 耦合求解能力,能夠?qū)崿F(xiàn)剛體六自由度運(yùn)動過程的數(shù)值模擬。

廣義坐標(biāo)系下忽略源項(xiàng)的離散形式的三維非定常N-S方程為

1.2 RBD數(shù)值方法

剛體六自由度運(yùn)動可分解為質(zhì)心的平動與剛體相對于其體軸系的轉(zhuǎn)動,因此剛體動力學(xué)方程包含質(zhì)心平動方程(力方程)與剛體轉(zhuǎn)動方程(力矩方程)。由于體軸系下的力方程和慣性系下的力矩方程均求解困難,而高效的剛體動力學(xué)求解方法是在慣性系下求解力方程、在體軸系下求解力矩方程,最終的六自由度方程為

在時間步內(nèi)凍結(jié)氣動力(矩),采用多步Runge-Kutta法推進(jìn)求解力方程與力矩方程,最終求得剛體質(zhì)心位移與姿態(tài)變化。通過四元數(shù)法實(shí)現(xiàn)慣性系到體軸系的坐標(biāo)變換,在后處理過程中轉(zhuǎn)化為更加直觀的歐拉角。

1.2 網(wǎng)格離散方法

本文采用結(jié)構(gòu)化多塊嵌套網(wǎng)格離散求解控制方程。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單,邊界層擬合能力強(qiáng),流場解算精度高、效率高,但針對復(fù)雜幾何外形生成高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格需耗費(fèi)大量人力。嵌套網(wǎng)格方法可針對不同氣動部件單獨(dú)生成不同拓?fù)涞木W(wǎng)格,顯著降低了復(fù)雜外形結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的生成難度。因此,本文采用結(jié)構(gòu)化多塊嵌套貼體網(wǎng)格擬合近物面;采用多個結(jié)構(gòu)化直角網(wǎng)格塊相互嵌套組成的背景網(wǎng)格來離散遠(yuǎn)離物面的無黏流動區(qū)域。同時,該網(wǎng)格策略便于實(shí)現(xiàn)CFD/RBD的耦合數(shù)值模擬。

網(wǎng)格生成后,對網(wǎng)格系統(tǒng)進(jìn)行“挖洞”與插值,即網(wǎng)格裝配(overset grid assembly,OGA),通過“挖洞”移除“侵入”非可穿透面(non-pierced surface,NPS),如物面的網(wǎng)格單元,并通過插值使得相互重疊的網(wǎng)格塊邊界單元獲得流場信息。

1.3 數(shù)值方法驗(yàn)證

針對一種長細(xì)比為20 的無翼布局空空導(dǎo)彈,在=0°~180°的攻角范圍內(nèi)對其非定常氣動特性進(jìn)行評估,對計(jì)算方法和求解程序進(jìn)行精度驗(yàn)證。

采用結(jié)構(gòu)化多塊嵌套網(wǎng)格,貼體網(wǎng)格總量約530萬,共17塊,壁面第一層網(wǎng)格高度約1×10m(保持壁面+為1的量級),背景網(wǎng)格總量約420萬,總網(wǎng)格量約950萬,網(wǎng)格示意如圖2所示。

圖2 細(xì)長體導(dǎo)彈網(wǎng)格示意圖Fig.2 Grids diagram of slender missile

計(jì)算狀態(tài)為:=0.8、=2.0×10、=0°~180°。

由于導(dǎo)彈在大攻角狀態(tài)下流場具有明顯的非定常特征,因此在定攻角狀態(tài)下,采用非定常計(jì)算方法,可以模擬出更加真實(shí)的流場和更加精確的氣動力,時間步長取自由來流流過彈體最大直徑的三十分之一。0°~180°攻角下導(dǎo)彈相對于彈理論尖點(diǎn)的力(矩)系數(shù)隨攻角變化曲線如圖3所示,數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)值相較的最大誤差不超過10%,驗(yàn)證了所采用的CFD數(shù)值方法及計(jì)算程序具備大攻角過失速氣動特性的計(jì)算能力。

圖3 法向力、俯仰力矩系數(shù)與試驗(yàn)值的比較Fig.3 Force&pitch moment coefficient compared with experimental values

采用多體分離標(biāo)模——WPFS(wing/pylon/finned store)模型的分離投放算例,驗(yàn)證本求解器的CFD/RBD耦合求解能力。

貼體網(wǎng)格總量約500萬,共15塊,壁面第一層網(wǎng)格高度約1×10m(保持壁面+為1的量級),背景網(wǎng)格總量700萬,總網(wǎng)格量約1 200萬,網(wǎng)格示意如圖4所示。

圖4 WPFS網(wǎng)格示意圖Fig.4 Grids diagram of WPFS

前0.3 s外掛物質(zhì)心位移軌跡與姿態(tài)角變化如圖5所示,數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)值吻合良好,驗(yàn)證了求解器的CFD/RBD耦合求解方法的準(zhǔn)確性。

圖5 外掛物下落軌跡及姿態(tài)變化與試驗(yàn)值的對比Fig.5 Comparison of computed kinetic characteristics of store during separation and experimental data

2 無載機(jī)干擾的導(dǎo)彈過失速重新定向特性研究

采用1.3.1節(jié)中進(jìn)行大攻角氣動特性評估的無翼布局細(xì)長體導(dǎo)彈,對無載機(jī)干擾的導(dǎo)彈過失速翻轉(zhuǎn)特性進(jìn)行研究,計(jì)算狀態(tài):=0.8、=2.0×10、=0°。

導(dǎo)彈的無量綱幾何參數(shù)如表1所示。

表1 導(dǎo)彈無量綱幾何參數(shù)Tab.1 Non-dimensional geometric parameters of the missile

采用1.3.2 節(jié)的網(wǎng)格,使用背景網(wǎng)格自適應(yīng)加密,如圖6所示,以確保在導(dǎo)彈六自由度運(yùn)動過程中重疊區(qū)域的插值及貢獻(xiàn)單元在尺度上是匹配的??臻g離散采用二階Roe迎風(fēng)格式,時間離散采用二階Euler隱格式,時間步長為0.001 s,內(nèi)迭代30步,湍流模型選用S-A一方程模型。

圖6 背景網(wǎng)格自適應(yīng)加密Fig.6 Background grids adaptive refine

2.1 導(dǎo)彈姿態(tài)指向逆轉(zhuǎn)過程的穩(wěn)定性變化

對無任何措施影響下的導(dǎo)彈自由下落過程開展數(shù)值模擬,所有舵面預(yù)置舵偏=0°,彈射角速度=0(°)/s。導(dǎo)彈自由下落1 s 內(nèi)的質(zhì)心位移與姿態(tài)角變化以及下落軌跡如圖7所示,由圖可知,在無任何翻轉(zhuǎn)策略介入時,導(dǎo)彈僅有略微的低頭趨勢。

圖7 無任何干擾時導(dǎo)彈自由下落示意圖(1 s內(nèi))Fig.7 Kinetic characteristics of slender missile during drop without interference(within 1 s)

有/無預(yù)置舵偏時導(dǎo)彈相對于質(zhì)心的俯仰力矩系數(shù)隨攻角變化曲線如圖8所示,結(jié)合圖中斜率可知,導(dǎo)彈氣動中心隨攻角變化而變化,即穩(wěn)定性會隨攻角變化而變化,總體而言,有/無預(yù)置舵偏情況下的穩(wěn)定性隨攻角變化趨勢基本一致:

圖8 導(dǎo)彈相對于質(zhì)心的俯仰力矩系數(shù)隨攻角變化曲線Fig.8 Pitching moment coefficient of slender missile relative to centroid varies with the angle of attack

1)當(dāng)翻轉(zhuǎn)角≤30°時,俯仰力矩系數(shù)斜率為負(fù),導(dǎo)彈靜穩(wěn)定,僅僅依靠其自身的靜態(tài)氣動特性,無法實(shí)現(xiàn)過失速翻轉(zhuǎn),因而需利用其他發(fā)射策略為導(dǎo)彈提供初始低頭俯仰力矩;

2)當(dāng)30°<≤65°時,尾舵氣動力使得氣動中心前移,俯仰力矩系數(shù)斜率變?yōu)檎瑢?dǎo)彈變?yōu)殪o不穩(wěn)定,此時翻轉(zhuǎn)幅度會隨著翻轉(zhuǎn)角的增大而增大;

3)當(dāng)65°<≤130°時,舵面當(dāng)?shù)毓ソ沁^大,舵面失速而導(dǎo)致其失效,如圖8所示,此時有/無舵偏的導(dǎo)彈俯仰力矩幾乎一致,其穩(wěn)定性主要依賴彈身氣動力,導(dǎo)彈恢復(fù)靜穩(wěn)定,若其慣性無法克服靜穩(wěn)定性,則無法完成過失速翻轉(zhuǎn);

4)當(dāng)130°<≤180°時,尾翼朝前,舵面恢復(fù)舵效,該姿態(tài)下可以將導(dǎo)彈等效為鈍頭“鴨式布局”,氣動中心位于質(zhì)心之前,導(dǎo)彈再次變?yōu)殪o不穩(wěn)定;

5)當(dāng)>180°時,其穩(wěn)定性與130°<≤180°的情況類似,此時導(dǎo)彈翻轉(zhuǎn)特性是發(fā)散的,因此當(dāng)導(dǎo)彈翻轉(zhuǎn)至180°時,需進(jìn)行末端控制,使得導(dǎo)彈姿態(tài)穩(wěn)定在該狀態(tài),保持導(dǎo)引頭指向穩(wěn)定,完成重新定向。

由于初始階段導(dǎo)彈靜穩(wěn)定,僅依靠其自身靜態(tài)氣動特性,無法實(shí)現(xiàn)過失速翻轉(zhuǎn),因此需要引入增強(qiáng)其過失速翻轉(zhuǎn)能力的措施,在后續(xù)章節(jié)中將研究不同措施對導(dǎo)彈過失速翻轉(zhuǎn)特性的影響。

2.2 不同因素對導(dǎo)彈過失速翻轉(zhuǎn)特性的影響研究

針對不同預(yù)置舵偏下導(dǎo)彈的翻轉(zhuǎn)特性進(jìn)行研究,單個舵面預(yù)置舵偏分別為5°、10°、15°、20°、25°、30°(定義舵面后緣向下為正偏),數(shù)值模擬中不考慮舵面偏轉(zhuǎn)引起的轉(zhuǎn)動慣量變化,預(yù)置正舵偏使得尾舵在無來流攻角時有了一定的當(dāng)?shù)毓ソ牵a(chǎn)生法向力,進(jìn)而使得導(dǎo)彈產(chǎn)生初始低頭力矩,使其克服俯仰角較小時的靜穩(wěn)定性,開始向下翻轉(zhuǎn)。不同預(yù)置舵偏下導(dǎo)彈的俯仰角變化曲線及翻轉(zhuǎn)下落軌跡如圖9和圖10所示,隨著預(yù)置舵偏增大,導(dǎo)彈翻轉(zhuǎn)幅度增大,但無法克服圖8中藍(lán)線對應(yīng)的靜穩(wěn)定段。如圖10(h)所示,預(yù)置30°舵偏角,導(dǎo)彈在1.4 s 時最多可翻轉(zhuǎn)至160°,隨后,翻轉(zhuǎn)幅度逐漸減小。單純依靠增大預(yù)置舵偏角無法實(shí)現(xiàn)0°~180°的姿態(tài)指向逆轉(zhuǎn),由于舵面干涉,預(yù)置舵偏角不能無上限增大,同時在過失速翻轉(zhuǎn)過程中尾舵需預(yù)留滾動舵偏以控制滾轉(zhuǎn)姿態(tài),因此預(yù)置舵偏不宜過大。在后續(xù)章節(jié)的研究中預(yù)置舵偏角最大不超過20°,并研究其他措施對導(dǎo)彈過失速翻轉(zhuǎn)特性的影響。

圖9 不同預(yù)置舵偏下導(dǎo)彈俯仰角變化曲線Fig.9 Pitch angles under different preset rudder deflection

圖10 不同預(yù)置舵偏下導(dǎo)彈翻轉(zhuǎn)下落軌跡示意圖Fig.10 Trajectories during drop under different preset rudder deflection

對不同彈射角速度下導(dǎo)彈的過失速翻轉(zhuǎn)特性進(jìn)行研究,單個舵面預(yù)置舵偏=15°,彈射角速度分別為10(°)/s、20(°)/s、30(°)/s、40(°)/s。不同彈射角速度下導(dǎo)彈俯仰角變化曲線如圖11所示,由圖可知,隨著彈射角速度增大,導(dǎo)彈過失速翻轉(zhuǎn)的最大幅度沒有改善(如圖12所示),仍無法克服圖8中藍(lán)線對應(yīng)的靜穩(wěn)定段。同時,較大的彈射角速度要求發(fā)射架提供較大的角動量,對載機(jī)及彈射裝置強(qiáng)度提出了較高要求,增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度。因此,在后文的研究中不再考慮彈射角速度的影響。

圖11 不同彈射角速度下導(dǎo)彈俯仰角變化曲線Fig.11 Pitch angles under different ejection angular velocities

圖12 20°預(yù)置舵偏角時不同直接力介入時間下導(dǎo)彈俯仰角變化曲線Fig.12 Pitch angles under different direct force control time(δ=20°)

根據(jù)前文,單純依靠預(yù)置舵偏與彈射角速度難以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈0°~180°姿態(tài)指向逆轉(zhuǎn),如圖9所示,單個舵面最大30°預(yù)置舵偏下導(dǎo)彈在1.4 s 時最多可翻轉(zhuǎn)至160°,隨后翻轉(zhuǎn)角逐漸減小。本節(jié)中,嘗試在過失速翻轉(zhuǎn)末端引入短暫的噴流直接力,以克服靜穩(wěn)定翻轉(zhuǎn)段,實(shí)現(xiàn)180°的姿態(tài)指向逆轉(zhuǎn)。

設(shè)置直接力模型,直接力噴口相對彈頭距離=22.33%,直接力能使導(dǎo)彈產(chǎn)生0.7的瞬時法向過載。預(yù)置舵偏角=20°,彈射角速度=0(°)/s。

無直接力作用時導(dǎo)彈的翻轉(zhuǎn)角隨時間變化曲線如圖9所示,已知導(dǎo)彈翻轉(zhuǎn)特性會隨其穩(wěn)定性變化而變化,分別在圖8中紅線對應(yīng)的靜不穩(wěn)定段(0.37~0.81 s)與藍(lán)線對應(yīng)的靜穩(wěn)定段(0.81~1.1 s)內(nèi),介入作用時間為0.1 s的直接力,研究直接力對導(dǎo)彈過失速翻轉(zhuǎn)特性影響。圖13展示了不同時刻介入直接力下導(dǎo)彈過失速翻轉(zhuǎn)角隨時間變化曲線,由圖可知,在紅線對應(yīng)的靜不穩(wěn)定段內(nèi)介入直接力,無法實(shí)現(xiàn)180°的姿態(tài)指向逆轉(zhuǎn);而在藍(lán)線對應(yīng)的靜穩(wěn)定段內(nèi)介入直接力,可以有效地增大導(dǎo)彈翻轉(zhuǎn)幅度。在靜穩(wěn)定段內(nèi),適當(dāng)調(diào)整直接力介入時機(jī)、作用時間和大小,最終可以實(shí)現(xiàn)180°的姿態(tài)指向逆轉(zhuǎn)。

圖13 不同直接力介入時間下導(dǎo)彈翻轉(zhuǎn)軌跡Fig.13 Trajectories during drop under direct force control times

2.3 預(yù)置舵偏與噴流直接力相結(jié)合的導(dǎo)彈過失速翻轉(zhuǎn)策略

根據(jù)上文對預(yù)置舵偏、彈射角速度、直接力對導(dǎo)彈翻轉(zhuǎn)特性的影響分析,可得到如下預(yù)置舵偏與噴流直接力相結(jié)合的導(dǎo)彈過失速翻轉(zhuǎn)策略:預(yù)置舵偏角=20°,彈射角速度=0(°)/s,將作用時間延長至0.2 s,并在0.8~1.0 s介入,即可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈快速姿態(tài)反向。

導(dǎo)彈的翻轉(zhuǎn)軌跡與姿態(tài)隨時間變化如圖14所示,由圖可知,導(dǎo)彈最終在1.5 s 時實(shí)現(xiàn)了180°的指向逆轉(zhuǎn),證明了采用預(yù)置舵偏+合適的噴流直接力輔助實(shí)現(xiàn)空空導(dǎo)彈的快速過失速重新定向機(jī)動的可行性。圖15給出了導(dǎo)彈過失速翻轉(zhuǎn)角超過90°時的流線及渦量示意圖,此時彈身背風(fēng)面流動類似于卡門渦街流動,流動的非對稱效應(yīng)不明顯,因而導(dǎo)彈的滾轉(zhuǎn)與偏航幅度較小,橫航向穩(wěn)定性較好。但在翻轉(zhuǎn)至180°之后,彈尾迎風(fēng),由于預(yù)置舵偏使得導(dǎo)彈產(chǎn)生了抬頭力矩,導(dǎo)彈會進(jìn)一步抬頭。圖16給出了導(dǎo)彈完成姿態(tài)指向逆轉(zhuǎn)時刻的流線及渦量示意圖,由圖可知,在非定常效應(yīng)下,導(dǎo)彈附近會出現(xiàn)非對稱分離渦,使得導(dǎo)彈橫航不再穩(wěn)定,滾轉(zhuǎn)存在發(fā)散趨勢,因而在過失速翻轉(zhuǎn)末端,應(yīng)及時擺正舵面,并通過控制系統(tǒng)穩(wěn)定導(dǎo)彈姿態(tài),保持導(dǎo)引頭指向穩(wěn)定,完成重新定向。

圖14 直接力介入時刻0.8~1.0 s時導(dǎo)彈翻轉(zhuǎn)軌跡示意圖Fig.14 Kinetic trajectory of slender missile when the direct force control time is 0.8~1.0 s

圖15 翻轉(zhuǎn)角超過90°時的流線及渦量示意圖Fig.15 Streamlines and vorticity magnitude contour when pitch angle exceeds 90°

圖16 翻轉(zhuǎn)角超過180°時的流線及渦量示意圖Fig.16 Streamlines and vorticity magnitude contour when pitch angle exceeds 180°

3 結(jié)束語

本文基于課題組自主研發(fā)的CFD 求解器,進(jìn)行了無載機(jī)干擾下導(dǎo)彈六自由度下落的數(shù)值模擬。結(jié)果表明導(dǎo)彈過失速翻轉(zhuǎn)過程中的穩(wěn)定性會隨攻角變化而變化,由于初始狀態(tài)的靜穩(wěn)定性,若不施加任何措施,導(dǎo)彈無法自動翻轉(zhuǎn),因此必須施加合適的翻轉(zhuǎn)策略。重點(diǎn)研究了預(yù)置舵偏、彈射角速度與直接力對導(dǎo)彈翻轉(zhuǎn)特性的影響規(guī)律,利用預(yù)置舵偏并在適當(dāng)?shù)闹苯恿o助下,實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)彈的快速過失速翻轉(zhuǎn),在1.5 s內(nèi)完成了180°的姿態(tài)指向逆轉(zhuǎn),證明了過失速重新定向技術(shù)的可行性。

由于本研究尚未考慮載機(jī)干擾,下一步擬開展載機(jī)干擾對空空導(dǎo)彈過失速重新定向過程的影響研究,以推進(jìn)過失速重新定向技術(shù)及策略的工程應(yīng)用。

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