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喷口布局对导弹侧向喷流控制作用的数值模拟

刘丽媛 李亚超 阎超

刘丽媛, 李亚超, 阎超等 . 喷口布局对导弹侧向喷流控制作用的数值模拟[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(8): 1632-1639. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0603
引用本文: 刘丽媛, 李亚超, 阎超等 . 喷口布局对导弹侧向喷流控制作用的数值模拟[J]. 北京航空航天大学学报, 2017, 43(8): 1632-1639. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0603
LIU Liyuan, LI Yachao, YAN Chaoet al. Numerical simulation of effect of nozzle layout on jet lateral control for missiles[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(8): 1632-1639. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0603(in Chinese)
Citation: LIU Liyuan, LI Yachao, YAN Chaoet al. Numerical simulation of effect of nozzle layout on jet lateral control for missiles[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2017, 43(8): 1632-1639. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0603(in Chinese)

喷口布局对导弹侧向喷流控制作用的数值模拟

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2016.0603
详细信息
    作者简介:

    刘丽媛   女, 硕士研究生。主要研究方向:计算流体力学、湍流模拟

    阎超   男, 博士, 教授, 博士生导师。主要研究方向:空气动力学、计算流体力学

    通讯作者:

    阎超, E-mail:yanchao@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: V221+.3;TB553

Numerical simulation of effect of nozzle layout on jet lateral control for missiles

More Information
  • 摘要:

    为保持飞行器在稀薄大气中的机动性,通常采用喷流反控制作用(RCS),但在超声速来流中,这会导致飞行器表面出现复杂的喷流干扰流场,对飞行控制造成了巨大影响。为提高对超声速条件下的侧向喷流控制作用的规律性认识,应用数值模拟方法,研究了超声速条件下的无舵光滑弹体和带尾舵的弹-翼组合体上的声速侧向喷流控制问题。开展了关于喷口布局对侧向喷流控制效果影响规律的研究工作,并通过引入法向干扰力沿程增长系数从定量角度加以分析。计算结果表明:在有尾舵的情况下,喷口位置的后移和马赫数的增加能够显著增强侧向喷流控制效果;当喷口位置位于舵面之前时,喷流干扰力放大系数随迎角增大而增大,随来流静压增大而减小;当喷流位置后移至舵面之后时,规律相反;在某些喷口位置和来流条件下,弹-翼组合体的侧向控制效果与无舵光滑弹体相比并不具备优势。

     

  • 图 1  部分带十字尾舵的弹-翼组合体模型及网格示意图

    Figure 1.  Schematic diagram of some wing-body configuration models and grids with a cross tail vane

    图 2  不同迎角下Kf随喷口位置的变化规律

    Figure 2.  Variation of Kf with jet location at different angles of attack

    图 3  不同迎角下xe随喷口位置的变化

    Figure 3.  Variation of xe with jet location at different angles of attack

    图 4  各舵面部分命名图

    Figure 4.  Naming sketch of each part of control surface

    图 5  各舵面Cfin_ji随喷口位置变化

    Figure 5.  Variation of Cfin_ji of each control surface with jet location

    图 6  不同喷口位置下的尾舵附近流场结构

    Figure 6.  Flow field structure near tail vane at different jet locations

    图 7  不同喷口位置情况下Kf随迎角的变化(喷口位置靠前)

    Figure 7.  Variation of Kf with angle of attack at different jet locations (forward positions)

    图 8  不同喷口位置情况下xe随迎角的变化(喷口位置靠前)

    Figure 8.  Variation of xe with angle of attack at different jet locations (forward positions)

    图 9  不同迎角下的流场结构对比

    Figure 9.  Comparison of flow field structures at different angles of attack

    图 10  不同迎角下的Cnji沿程分布

    Figure 10.  Cnji distribution at different angles of attack along x direction

    图 11  不同喷口位置情况下Kf随迎角的变化(喷口位置靠后)

    Figure 11.  Variation of Kf with angle of attack at different jet locations (backward positions)

    图 12  不同喷口位置情况下xe随迎角的变化(喷口位置靠后)

    Figure 12.  Variation of xewith angle of attack at different jet locations (backward positions)

    图 13  不同Ma情况下Kf随喷口位置的变化

    Figure 13.  Variation of Kf with jet location at different Ma

    图 14  不同Ma情况下xe随喷口位置的变化

    Figure 14.  Variation of xe with jet location at different Ma

    图 15  不同Ma情况下的Ma2 Cnji沿程分布

    Figure 15.  Ma2 Cnji distribution at different Ma along x direction

    图 16  不同pj/pcKf随喷口位置的变化

    Figure 16.  Variation of Kf with jet location at different pj/pc

    图 17  不同pj/pcxe随喷口位置的变化

    Figure 17.  Variation of xe with jet location at different pj/pc

    图 18  不同pj/pc下的Cnjipc/pj沿程分布

    Figure 18.  Cnjipc/pj distribution at different pj/pc along x direction

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-18
  • 录用日期:  2016-11-04
  • 刊出日期:  2017-08-20

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