吸气式高超声速飞行器气推耦合特性研究

发布时间：2023-01-05 11:00

　　高超声速飞行器一般是指飞行马赫数大于5的飞行器，如空天飞机和高超声速巡航导弹等，尤以后者为最为典型。巡航飞弹只有实现了快速打击才能满足未来快速反应的作战要求。传统的巡航飞弹飞行速度较慢，易被发现和拦截。高超音速巡航飞弹具有飞行速度快、反应快、航程强等优点，与传统巡航飞弹相比具有明显的优势，更能适应未来的作战需要。 由于其具有重要的军事意义，近年来吸气式高超声速巡航导弹已成为世界各国关注的研究热点。然而其飞行环境变化范围大，飞行动力学特性十分复杂。机体/发动机一体化的设计布局导致气动力与发动机推力之间存在着强烈的耦合，因此动力学模型存在很高的非线性和强耦合性，建模比较复杂。 针对以上问题，本文结合高超声速空气动力学的有关理论，针对动力上使用超燃冲压发动机，结构上采用机体/发动机一体化设计的高超声速飞行器，本文进行了以下工作： 首先介绍了几种中常用的高超声速气动力求解方法，主要包括Bolender高超声速飞行器几何外形模型、空气动力学模型以及推进系统模型，为下文进行全飞行器的受力分析提供理论基础。 然后基于活塞理论，对高超声速飞行器表面的压强分布和受力进行了分析，并... 

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 高超声速飞行器的发展情况
        1.2.1 国外发展现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 高超声速飞行器的分类
    1.4 高超声速飞行器的飞行特性
        1.4.1 高超声速流动特点
        1.4.2 机体/发动机一体化
    1.5 高超声速飞行器理论研究现状
    1.6 本文研究内容
第2章 高超声速飞行器动力学理论
    2.1 引言
    2.2 几何外形模型
    2.3 空气动力学模型
        2.3.1 牛顿碰撞理论
        2.3.2 激波/膨胀波理论
        2.3.3 活塞理论
        2.3.4 对比分析
    2.4 发动机模型
    2.5 小结
第3章 高超声速飞行器空气动力学模型
    3.1 引言
    3.2 几何外形及活塞理论
    3.3 飞行器气动力受力分析
        3.3.1 各表面上的空气动力
        3.3.2 来流性质分析
        3.3.3 各表面上的气动力矩
        3.3.4 稳定性导数计算
        3.3.5 总的空气动力和动力矩
    3.4 飞行器气动特性分析
        3.4.1 气动特性初步分析
        3.4.2 非稳态运动的影响
    3.5 小结
第4章 高超声速飞行器推进系统模型
    4.1 引言
    4.2 发动机产生的推力及力矩
    4.3 发动机特性初步分析
    4.4 小结
第5章 高超声速飞行器气推耦合特性分析
    5.1 引言
    5.2 气推耦合特性仿真分析
        5.2.1 模型及仿真参数设置
        5.2.2 气动特性分析
        5.2.3 推力特性分析
        5.2.4 仿真结果分析
    5.3 小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]吸气式高超声速飞行器动力学建模研究进展[J]. 唐硕,祝强军.  力学进展. 2011(02)
[2]吸气式高超声速飞行器动力学建模与分析[J]. 方群,陈记争,马辉.  西北工业大学学报. 2010(02)
[3]国外吸气式高超声速飞行器发展现状[J]. 陈英硕,叶蕾,苏鑫鑫.  飞航导弹. 2008(12)
[4]高超声速飞行器机体/发动机耦合建模与控制[J]. 孟中杰,陈凯,黄攀峰,闫杰.  宇航学报. 2008(05)
[5]进气道工作状态对吸气式高超声速飞行器气动力特性影响的实验研究[J]. 张红英,孙姝,程克明,伍贻兆.  宇航学报. 2007(06)
[6]吸气式高超声速飞行器动力学特性分析[J]. 马辉,袁建平,方群.  宇航学报. 2007(05)
[7]空天飞行器六自由度数学建模研究[J]. 朱亮,姜长生,方炜.  航天控制. 2006(04)
[8]NASA当代X系列研究机（下）[J].   国际航空. 1999(07)
[9]NASA当代的X系列研究机（上）[J]. 王钟强.  国际航空. 1999(06)

博士论文
[1]复杂流场的非定常气动力计算以及气动弹性研究[D]. 梁强.西北工业大学 2003



本文编号：3727878