某大长径比弹箭飞行器的气弹特性研究

发布时间：2020-07-31 17:07

【摘要】：现代战争对弹箭类武器在高速度、高精度、远程打击能力方面的要求越来越高。大长径比弹箭类武器在这些方面具有独特的优势。但是,由于长径比较大,结构刚度受到损失,飞行过程中更易发生气动弹性现象,进而影响飞行性能。为此,本文主要围绕某大长径比弹箭类飞行器的气动弹性问题开展研究,揭示气动弹性对其飞行性能的影响规律,为大长径比弹箭类飞行器的总体设计、控制系统设计、弹道规划提供依据。首先,以某大长径比火箭弹为研究对象,运用CFD方法分析其刚体模型的气动特性。基于商业软件FLUENT计算了多个飞行条件下的流场情况,揭示了大长径比弹箭类武器的阻力系数、升力系数、俯仰力矩系数随马赫数和攻角而变化的规律。第二,采用流固紧耦合的方式研究了大长径比弹箭类飞行器的静气动弹性问题。运用ANSYS Workbench搭建流固耦合计算模型,获得了弹体结构在空气动力作用下的弹性变形及弹体结构变形后大长径比火箭弹的空气动力特性。对比刚体模型的气动参数,明确了气动弹性对大长径比弹箭飞行器气动性能的影响特性。第三,运用有限元方法对大长径比火箭弹的颤振特性进行了分析。采用PK法计算了火箭弹在三个不同飞行高度的颤振特性,通过绘制V-g曲线和V-f曲线,描述了其颤振特性。针对其在工作速度范围内出现颤振现象的问题,经过分析和优化设计弹体结构,改善了火箭弹的颤振特性。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TJ760.1

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本文编号：2776756