SR-72高超声速无人侦察机三维重建及其气动特性分析

发布时间：2017-07-28 12:25

  本文关键词：SR-72高超声速无人侦察机三维重建及其气动特性分析

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【摘要】：随着我国的经济不断发展,军事实力的壮大,对高超声速飞行器技术的研究也已经成为了我国发展的关键项目。SR-72是美国近期公开的一款巡航速度达到马赫数6的高超声速无人侦察机,具有一定的研究价值。本文以SR-72为研究目标,对其外形进行三维重建,并对重建的三维模型进行气动/气动热特性的计算和分析。首先,介绍了高超声速飞行器的发展现状,并根据美国高超声速飞行器发展路线图分析介绍了SR-72的技术路线和项目方案;其次,根据多角度图片三维外形重建的理论方法,使用CATIA软件对SR-72高超声速无人侦察机外形进行三维重建;随后,对重建的三维模型划分了非结构网格,并运用CFD方法计算了其分别在亚、跨、高超声速条件下的升力系数、阻力系数、俯仰力矩系数、升阻比等气动特性参数;最后对模型进行了前缘钝化,同时计算了SR-72在高超声速环境下的表面热流密度、表面温度等气动热参数,并分析其所采用的热防护材料与方案。分析表明:SR-72翼身融合体布局的外形设计在各个速度段均有着较好的气动特性,能够实现水平自主起降,超大航程的设计需求。
【关键词】：三维重建 高超声速飞行器 翼身融合体 气动特性 气动热
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V279.3;V211
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 高超声速飞行器发展现状11-13
• 1.1.1 美国高超声速飞行器发展现状11-12
• 1.1.2 其余各国高超声速飞行器发展现状12-13
• 1.1.3 中国高超声速技术计算研究13
• 1.2 SR-72高超声速无人侦察机简介13-20
• 1.2.1 SR-72项目背景13-14
• 1.2.2 美国高超声速技术发展路线14-18
• 1.2.3 SR-72的技术路线分析18-19
• 1.2.4 SR-72项目的方案分析19-20
• 1.3 研究的难点和现实意义20
• 1.4 本文的主要研究内容20-21
• 第二章 SR-72的三维重建21-31
• 2.1 三维重建技术介绍21-25
• 2.1.1 透视理论概述21-23
• 2.1.2 透视投影的逆变换公式23-25
• 2.2 SR-72高超音速无人机三维重建25-31
• 2.2.1 SR-72高超音速无人机照片分析25
• 2.2.2 CATIA建模软件概述25-26
• 2.2.3 飞机部件建模依据26-31
• 第三章 SR-72飞机气动特性分析31-48
• 3.1 计算流体力学概述31-35
• 3.1.1 空气动力学方程31-34
• 3.1.2 流体力学方程组离散求解34-35
• 3.2 FLUENT软件介绍35-36
• 3.3 计算环境设置36-40
• 3.3.1 网格的划分36-38
• 3.3.2 边界条件的设置38
• 3.3.3 计算模型的选择38-39
• 3.3.4 求解方式的选取39
• 3.3.5 计算参数的选取39-40
• 3.4 SR-72低速起降状态气动特性分析40-42
• 3.5 SR-72跨声速气动特性分析42-44
• 3.6 SR-72高超声速巡航状态气动特性分析44-46
• 3.7 本章小结46-48
• 第四章 SR-72飞行器的气动热防护分析48-58
• 4.1 高超声速气动热的重要性48-49
• 4.2 SR-72的前缘钝化处理49-51
• 4.2.1 钝化方法研究49-50
• 4.2.2 SR-72的模型修正50-51
• 4.3 SR-72的气动热51-53
• 4.3.1 壁面温度计算51
• 4.3.2 表面热流计算51-52
• 4.3.3 SR-72的气动热分析52-53
• 4.4 高超声速气动热防护53-57
• 4.4.1 超高温热防护材料54
• 4.4.2 大面积热防护材料54
• 4.4.3 热防护方案54
• 4.4.4 热防护系统设计要求与方法54-55
• 4.4.5 高超声速飞行器热防护方案对比分析55-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第五章 总结与展望58-59
• 5.1 全文总结58
• 5.2 研究与展望58-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文63

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本文编号：584050