乘波布局高超声速飞行器纵向静稳定特性分析

作     者：贾子安 张陈安 王柯穆 王发民 JIA ZiAn;ZHANG ChenAn;WANG KeMu;WANG FaMin

作者机构：中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:11272319)和国家自然科学基金近空间重大研究计划(批准号:91216205)资助项目 

出 版 物：《中国科学：技术科学》 (Scientia Sinica(Technologica))

年 卷 期：2014年第44卷第10期

页      码：1114-1122页

摘      要：高超声速滑翔飞行器稳定性设计方法的研究具有重要应用价值.乘波体构型滑翔飞行器由于没有平尾且飞行在高空、高超声速条件下,其纵向静稳定特性与常规飞机有很大不同,对此传统飞行力学并无相应设计依据.在相切锥乘波体理论基础上,本文建立了计及流向一阶导数和二阶导数的微元计算模型,结合牛顿法、活塞理论、切楔/切锥法的理论推导与CFD数值计算,研究了典型二维剖面在高超声速、宽攻角范围下的纵向静稳定特性,从理论角度证明了沿流向"下凸"的流线特征有利于保证纵向静稳定,而"上凹"形状特征不利于纵向静稳定,该结论通过二维和三维算例得到了验证.以上述分析为基础,解释了基于锥型流的乘波体难以满足纵向静稳定性的物理原因,以及俯仰配平舵面可能对纵向静稳定性带来的影响,并提出了相应解决方案.进一步分析表明该结论适用于宽马赫数和宽高度范围,且黏性作用并不改变上述规律,相关结论可作为高超声速滑翔飞行器气动设计的参考.

主 题 词：纵向静稳定性 乘波体 高超声速滑翔飞行器 气动力模型 

学科分类：08[工学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.1360/N092014-00058

馆 藏 号：203597278...