扩张尾裙对细长体纵向静稳定性的影响研究及样机研制

发布时间：2021-02-01 00:02

　　复杂多变的未来空中战场对飞行器提出响应更快、距离更远、打击更准等性能要求,飞行器的稳定性为此目标提供了安全飞行的保障。然而稳定性与机动性是相悖的,快响应的要求意味着稳定性需要降低,良好的稳定性又会抑制飞行器的机动性能,需要根据不同执行任务进行权衡取舍以获得最大收益。提高飞行器的静稳定性能够在降低对控制系统要求的同时保证一定稳定性,有助于其余气动性能指标的优化。因此,静稳定性的研究对于飞行器的设计和优化具有十分重大的意义。在诸多提高飞行器稳定性方法中,采用可折展扩张尾裙是一种能够有效提高纵向静稳定性并兼顾机动性的主动控制方法。纵向静稳定性属于静稳定性的一大分支,体现了飞行器抗衡攻角扰动的能力。本文旨在研究扩张尾裙对于细长体纵向静稳定性的贡献。为摒除多余影响因素,研究扩张尾裙对飞行器的影响,本文将弹箭简化为尾部扩张的细长体,以此为研究对象,通过理论计算及仿真分析,研究其影响机理,获得一定规律性结论,并研制可以更好平衡稳定性与机动性的折展尾裙装置并进行相关仿真及试验验证。本文基于经典细长体理论,探究细长体外形尤其是尾部构型对于纵向静稳定裕度的关键指标——压力中心的影响效果。在小攻角小扰动条件... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

质心位置偏移方案

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文动。张华对鸭式布局的双旋稳定弹进行研究[17]，如图 1-3，建立了 7DOF 弹道模型，在无控和有控条件下进行弹道仿真，对其稳定性能指标如陀螺性、动态稳定性及追随稳定性等进行了分析。钟扬威等人对旋转稳定弹二道修正制导律设计问题，基于速度方向修正提出一种弹道跟踪制导方法[18

整阻力和稳定性的综合效果，可以得到最有效的配置方案。由此产生了两种解决方案，一是在尾裙表面开通气孔，通过减小迎风面积达到减阻目的；二是设计折展尾裙，仅在设计工况下展开，减小非工作状态下的阻力。塞尔维亚军事技术学院的 Slobodan Mandi 等人，通过 CFD 流体仿真技术及风洞试验结果，对比相同尺寸的弹翼稳定弹与尾裙稳定弹以及有无穿孔的尾裙稳定弹之间的气动性能[22]，图 1-5 是风洞试验效果图。结果表明，与同样尺寸的尾翼弹相比，尾裙弹会带来几倍的轴向力系数增量，为了减小轴向力系数可以在尾裙上开孔，通过改变孔的直径和数量使得法向力作用面积最小。也就是说，通过在尾裙上开孔的办法，可以使得尾裙弹获得与尾翼弹近似的轴向力系数并且提高法向力和俯仰力矩系数。相比尾翼，带孔固定尾裙的制造加工要简单得多，是一种经济有效的方法。J rgen Leeker 等人设计了一种在固定尾裙上开孔的弹丸[23]，如图 1-6。试验表明，该设计中圆锥尾部的扩径相对于弹体柱形截面的横截面直径不能超过 40%，否则锥形尾段的阻力增大会引起飞行的偏心制动。

【参考文献】：
期刊论文
[1]旋转自稳定末敏子弹运动特性分析[J]. 杨永亮,刘荣忠,郭锐,陈亮,赵博博,邢柏阳.  国防科技大学学报. 2018(01)
[2]一种基于速度方向修正的旋转稳定弹弹道跟踪制导方法研究[J]. 钟扬威,王良明,张立研,叶昌,史祥鹏.  弹道学报. 2017(04)
[3]一种确定火箭弹静不稳定度边界值的方法[J]. 方海红,庄凌,董春杨,鞠晓燕,宋景亮.  导弹与航天运载技术. 2016(01)
[4]THAAD拦截弹能量管理控制机动的策略与仿真[J]. 支强,候晓波,蔡远利.  战术导弹技术. 2015(01)
[5]基于不同湍流模型平板流动特性研究[J]. 孙政.  中国石油和化工标准与质量. 2013(10)
[6]动能杀伤器侧窗定向机制分析及建模[J]. 支强,蔡远利.  西安交通大学学报. 2012(01)
[7]美国THAAD导弹能量管理控制机动研究[J]. 关为群,殷兴良.  现代防御技术. 2005(03)
[8]细长弹体的大攻角范围气动特性分析[J]. 关为群,张靖.  弹箭与制导学报. 2003(S2)
[9]放宽静稳定性在空空导弹总体设计中的应用[J]. 邢晓岚,刘代军.  飞行力学. 2002(03)
[10]美国战区高空区域防御系统拦截导弹红外寻的技术分析[J]. 李群章.  红外与激光工程. 1998(02)

硕士论文
[1]鸭式布局双旋稳定弹飞行控制方法研究[D]. 张华.南京理工大学 2017
[2]质量矩再入飞行器制导控制问题研究[D]. 姜春旺.哈尔滨工业大学 2013



本文编号：3011808