摘要：为研究冲压式翼伞折叠充气过程的流固耦合动力学特性,基于自由曲面变形理论建立了多气室冲压翼伞的展向折叠模型。流体域通过时步更新技术实现了随伞载系统运动,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法开展了翼伞非定常充气展开过程的非线性动力学数值计算,数值计算结果与空投试验结果具有较好的一致性。深入分析了翼伞充气过程中的三维外形及非定常流场分布情况,表明翼伞充气过程由于翼尖涡绕流,存在"翼尖上翘,中部凹陷"的翼伞尾流再附现象;各气室的充气规律关于中央气室对称;分析了翼伞气动特性的动态变化规律,充满后翼伞滑翔比稳定在2.24。上述研究为翼伞设计及开伞性能预测提供了一定的理论依据。

摘要：为了研究飞机在超声速巡航状态下的气动热效果及对机翼进行相应的热防护设计,该文分析了内置隔板和前缘反向喷流2种不同热防护的防热效果。采用Spalart-Allmaras(SA)湍流模型求解Navier-Stokes方程,对NACA23012翼型在不同马赫数下的气动加热进行了数值分析,并对机翼油箱的热防护进行了研究。结果表明:2种热防护的降温及防热效果均会随来流马赫数的增加而增强;翼型的不对称性会导致上下翼面流场特性的不同,从而产生上下翼面热防护特性的明显差异;当来流马赫数较大时,在降低机翼表面温度及油箱热负荷方面,喷流作为主动式热防护的防热效果要明显优于被动式隔板热防护的防热效果;当来流马赫数为3.0,喷流流量为0.0018 m 3/s时,机翼下翼面平均温度可降低约46.7%。

摘要：为了研究不同翼面形状对翼伞气动性能的影响,文章以某型冲压翼型为对象,建立了翼伞滑翔阶段稳态绕流流场数值模型,分析了翼面后缘形状对稳态滑翔阶段翼伞流场结构及气动特性的影响,在此基础上探究了后缘前掠角大小对翼伞气动性能的影响。研究结果表明,后缘前掠型翼面的上翼面前缘压力降低,有利于减小翼面压差阻力,升阻性能最好,翼伞设计时宜采用后缘前掠型翼面设计;随着前掠角增大,升力系数和阻力系数均先减小后增加,翼伞升阻比随着前掠角增大呈现先增后减的趋势;当前掠角过大时,上翼面流动分离区变大,压差阻力增加会导致升阻比降低;综合流场结构和气动特性考虑,前掠角为6°时翼伞气动性能最优。研究成果可为高滑翔翼伞设计提供一定参考。

摘要：当降落伞牵引小质量负荷(应急数据记录系统)从大型民用飞机机身下方弹射离机时,不同于弹体等刚性物体,柔性伞衣充气过程中剐蹭机身等安全隐患更大。为了研究弹射降落伞离机充气过程气动特性和运动轨迹,采用任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrange Euler, ALE)方法,对不同来流速度和角度条件下的降落伞开伞过程、气动特性和流场特性进行了数值模拟,分析了来流速度和角度对伞衣充气过程的影响。结果表明:当伞衣贴近或挤压机身时,伞衣侧面剪切层和近尾迹区中的涡运动都会受到机身影响,但降落伞不会完全失效,这时伞衣投影面积相对较小,充气过程的动载峰值变小。同时,在40~160 m/s来流速度、临界来流迎角下,给出了降落伞可安全弹射离机的来流条件,为分离式飞机应急记录跟踪系统设计提供了理论支持。

摘要：超临界压力下管内流动摩擦压降的确定对各类超临界设备的设计、分析和仿真具有重要意义。目前已经涌现出众多计算公式,其预测效果需要评估,以方便实际选用。本文收集了超临界流体摩擦因子的计算公式和实验数据,其中绝热条件下公式6个及数据820组,非绝热条件下公式11个及数据459组,利用实验数据对公式进行了评价。结果发现,对于绝热数据表现最好的公式平均绝对误差为20.4%,对于非绝热数据表现最好的公式平均绝对误差为17.4%,说明对绝热数据的预测有待改进。同时针对每种工质确定了最佳计算公式,为实际应用中选用公式提供指导。

摘要：为探究风场对翼伞系统运动特性的影响,建立了翼伞系统六自由度动力学模型,采用龙格库塔法对风场下翼伞系统运动特性进行了仿真计算。在此基础上,开展了翼伞系统在不同风向与不同飞行高度下运动特性变化的对比研究。结果表明:风场会改变翼伞空速,引起气动角变化,导致翼伞气动性能改变,使系统力、力矩不平衡,系统速度、姿态出现波动,而后重新恢复稳定,稳定后速度略大于无风时飞行速度与风速的矢量和;系统在顺风条件下前俯,逆风条件下后仰,侧风情况下会出现明显的滚转、偏航运动;飞行高度通过影响风速与大气密度改变系统平衡速度,高度越高平衡速度越大,但滑翔比与姿态角变化较小。文章所得风场下翼伞系统运动特性变化规律对翼伞轨迹规划及飞行控制有一定应用价值。

摘要：飞行器在超音速飞行时受到的气动加热效应给结构强度及热防护设计带来极大影响,且真实状态下的气动热环境需要考虑外流场与结构的耦合及内壁面边界条件的影响。采用S-A湍流模型求解Navier-Stokes方程,通过流场与固体壁面交界处的信息传递,实现外流场与结构场的耦合数值分析。针对三种不同翼型的超音速绕流气动加热进行耦合数值研究,对比翼型内壁面在不同热边界条件下的气动热效应。结果表明:不同翼型具有与气动力相似的气动热效应,内壁面考虑对流换热的边界条件最接近真实,考虑机翼燃油箱满油时,三维机翼前缘驻点处热流密度最高可达4200W/m^2。

摘要：随着高性能航空电子设备在飞机上的大量应用,冷却空气需求量的不断增加,亟需发展高效节能的民机冲压空气系统。针对某飞机NACA型进气口,建立其物理模型并基于k-ωSST湍流模型开展其内外流场的耦合特性分析,研究了NACA埋入式进气口的进气机理。在此基础上,提出了采用反映进气口气流能量损失的关键性指标冲压效率及进气质量流量作为进气口性能的评价方法,并分析了飞行参数如马赫数、攻角和侧滑角对NACA埋入式进气口性能的影响。研究结果表明:马赫数从0.5增加到0.9时,冲压效率增加了9.26%,质量流量增加3.82 kg/s;攻角从0°增加到5°时,冲压效率增加了7.35%,质量流量增加0.38 kg/s;侧滑角从0°增加到4°,冲压效率降低6%,而质量流量呈先增大后减小的趋势。研究结果为我国大型民用飞机的自主研制提供一定的理论依据。

摘要：为探究环片数量对环帆伞气动性能的影响,文章基于CFD方法对某环帆伞流场开展了定常三维数值模拟,采用有限体积法求解不可压缩Navier-Stokes控制方程来模拟外部流场,获得了该伞的气动参数与绕流流场分布。通过数值结果与空投试验结果对比,验证了数值方法的准确性。在不改变伞衣名义面积和环帆高度比的前提下,分别针对定结构透气量和变结构透气量开展了环片数量对气动性能的影响研究,结果表明:定结构透气性下,环片数量对伞衣阻力性能和气动静稳定性的影响很小;变结构透气性下,环片数量通过影响透气量、尾涡分布等因素进一步影响环帆伞稳定性。上述结果对环帆伞的设计有一定参考意义。

摘要：气动热预测技术是制约高超声速飞行器发展的关键技术之一。飞行器在高速飞行过程中,气动加热对其结构强度影响显著,严重时甚至可能导致结构损伤,因此,为保障飞行器飞行安全,必须采取有效的热防护措施,而掌握气动热变化规律是合理设计高超声速飞行器热防护措施的基础,它对于飞行器结构设计、材料选择均有重要的指导意义。本文从试验、工程计算与数值仿真三个方面系统地归纳、总结国内外学者在气动热预测方面的研究成果,并展望其未来的发展,以期为国内高超声速飞行器的研制工作提供有益参考与借鉴。