吸气式高超声速飞行器俯仰/滚转耦合运动特性

发布时间：2021-08-14 10:34

　　针对一种类似SR-72构型的吸气式高超声速飞机开展了进气道通流状态下俯仰/滚转耦合运动相关研究。通过数值模拟获得了滚转单自由度静稳定性、动稳定性以及强迫俯仰/自由滚转运动下的两自由度耦合动稳定性,研究了飞行器转动惯量以及俯仰运动频率对耦合运动的影响,简要分析了耦合运动的机理。研究发现虽然此飞行器具有滚转静稳定性和动稳定性,但是在强迫俯仰/自由滚转运动过程中,滚转通道却出现了小幅度振荡与大振幅振荡交替出现的情况,最大滚转角超过70°。小幅度振荡出现在正弦俯仰振荡的上半周期,其振荡频率随轴向转动惯量增加而降低,幅值随俯仰振荡频率增加而增大;大振幅振荡出现在下半周期,其幅值基本不变,而振荡频率与俯仰振荡一致。这种现象基本不受惯性耦合作用影响,可以认为是由气动力主导的。 

【文章来源】：航空学报. 2020,41(04)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

计算网格拓扑

Basic Finner滚转动导数

为了模拟吸气式高超声速飞行器典型的巡航状态，计算工况选取为高度为27km的标准大气参数，马赫数Ma=6。计算参考长度为模型全长，参考面积为机翼面积，力矩参考点为1/2全长的位置。以模型全长为参考长度的雷诺数Re=7.1×107。模型内流道为通流状态，忽略发动机燃烧等情况。图2 内流道形状

【参考文献】：
期刊论文
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[2]一种临近空间飞行器静/动态气动特性研究[J]. 李乾,赵忠良,叶友达,陶洋,马上,李玉平,王晓冰.  空气动力学学报. 2017(04)
[3]The stability of rolling motion of hypersonic vehicles with slender configuration under pitching maneuvering[J]. YE YouDa,TIAN Hao,ZHANG XiaFeng.  Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2015(06)
[4]吸气式内外流一体化飞行器动导数数值模拟[J]. 刘绪,刘伟,周云龙,柴振霞.  空气动力学学报. 2015(02)
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[6]高超声速飞行器通流模拟方法与风洞验证技术[J]. 赵忠良,杨晓娟,蒋卫民,陈建中,王俊兰.  航空学报. 2014(11)
[7]美国发布SR-72高超声速飞机概念[J]. 姚源,陈萱.  中国航天. 2013(12)
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[10]基于预估校正和嵌套网格的虚拟飞行数值模拟[J]. 达兴亚,陶洋,赵忠良.  航空学报. 2012(06)

博士论文
[1]三维可压缩流动的非定常分离及飞行器运动/流动耦合的非线性动态稳定性[D]. 田浩.中国空气动力研究与发展中心 2015

硕士论文
[1]高超声速内外流一体化飞行器动态特性研究[D]. 刘绪.国防科学技术大学 2011



本文编号：3342310