為了優(yōu)化鈍形彈頭激波針外形設(shè)計,在超聲速條件下實現(xiàn)顯著減小氣動阻力,有效提高全彈飛行速度的目的,采用數(shù)值模擬方法研究了亞、跨、超聲速范圍內(nèi)球頭激波針外形參數(shù)對減阻效果的影響及其流動機理,并以最大落地速度為優(yōu)化目標,基于氣動/彈道耦合方法對激波針外形參數(shù)進行了優(yōu)化。結(jié)果表明:亞、跨聲速范圍內(nèi),由于激波針產(chǎn)生的附加阻力較大,使得全彈阻力系數(shù)增大,激波針無減阻效果;超聲速時,激波針的減阻效果明顯,且隨馬赫數(shù)的增大,最佳減阻外形的長度增大,半徑減小�；跉鈩�/彈道耦合的激波針外形優(yōu)化方法充分考慮了氣動阻力對飛行彈道的影響,優(yōu)化后全彈落地速度、射程增幅提高10.0%左右。同時,在計算范圍內(nèi)增加激波針對全彈升力特性、靜穩(wěn)定性的影響均較小。 

【文章來源】：彈道學(xué)報. 2020,32(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

計算模型

本文計算時采用的彈道為理想條件下的慣性彈道。飛行過程中,全程攻角為0。無激波針時的彈道曲線如圖2所示。全彈主動段結(jié)束時的速度,即飛行過程中的最大速度約為900 m/s,然后飛行速度逐漸降低,當射程大于15 km后,其飛行速度平均在400 m/s,對應(yīng)馬赫數(shù)約為1.2。飛行最大高度為16.5 km,射程為42.4 km。2 優(yōu)化方法

圖3為氣動/彈道耦合設(shè)計思路與傳統(tǒng)設(shè)計思路的比較。傳統(tǒng)的激波針優(yōu)化設(shè)計只針對主要飛行馬赫數(shù)開展優(yōu)化,無法考慮全彈道內(nèi)飛行馬赫數(shù)對氣動優(yōu)化的影響。氣動/彈道耦合設(shè)計不是針對特定的彈道飛行馬赫數(shù)開展優(yōu)化,而是采用數(shù)值模擬方法計算獲得某一外形全彈道典型馬赫數(shù)范圍內(nèi)的阻力系數(shù),并采用以上阻力系數(shù)開展飛行彈道計算,獲得對應(yīng)外形的落地速度,即通過氣動、彈道的耦合計算獲得激波針外形參數(shù)與落地速度的直接對應(yīng)關(guān)系,并以落地速度為直接優(yōu)化目標開展激波針外形優(yōu)化設(shè)計。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]激波針氣動特性及外形參數(shù)優(yōu)化研究[J]. 李永紅,高川,唐新武.  兵工學(xué)報. 2016(08)
[2]帶激波針的高超聲速飛行器多目標優(yōu)化設(shè)計[J]. 侯文新,吳頌平.  戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2015(02)
[3]導(dǎo)彈減阻桿減阻的數(shù)值仿真研究[J]. 涂偉,金東海.  計算機仿真. 2014(04)

碩士論文
[1]高超聲速飛行器減阻桿氣動特性研究[D]. 姜維.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012



本文編號：3430576