摘要
现代战争对武器弹药精度的要求越来越高，固定鸭舵二维修正技术作为一种低成本的提高常规弹药精度的方式，成为国内外武器弹药研究的热点。固定鸭舵二维修正组件安装有一对同向舵和一对差动舵，在弹箭无控飞行的过程中，修正组件在差动舵的作用下反转，在控制阶段，修正组件以一滚转姿态角相对地面惯性坐标系静止，通过同向舵提供修正力。目前鸭舵修正组件加装在高旋炮弹上的研究较多，而应用在低旋火箭弹的相对较少。相比于常规火箭弹，安装固定鸭舵修正组件后弹箭的气动特性将发生较大改变且更加复杂。基于此背景，本文通过数值模拟研究加装固定鸭舵修正组件的双旋火箭弹的气动特性。 本文首先详细介绍所用数值计算方法，根据文献实验数据验证所选数值计算方法的可靠性。 其次建立固定鸭舵双旋火箭弹的计算模型，利用数值模拟得到修正组件不旋、修正组件反旋和无鸭舵模型三种状态下弹箭的气动特性。重点分析了不同马赫数下，弹箭平均气动力和力矩系数随攻角变化规律，各部件提供平均气动力系数及其所占比重以及瞬时气动力和力矩系数随滚转角变化规律。研究结果表明：安装鸭舵修正组件后，全弹平均阻力系数和升力系数略有增加，压心前移；鸭舵尾流会略微减小弹体和尾翼升力系数；鸭舵修正组件对弹箭侧向力有较大的影响，其中弹体和尾翼是全弹侧向力的主要组成部分，二者方向相反；修正组件反旋时，气动系数随滚转角变化周期改变并且幅值大幅增加。 在上述工作的基础上，本文继续研究了鸭舵修正组件对后体的气动干扰。从修正组件对弹体的影响和对尾翼的影响两方面着手，分析了弹体气动力系数随轴向分布规律，弹体各截面流场特性，尾翼气动力系数随滚转角变化规律和尾翼截面流场特性。研究结果表明：鸭舵修正组件产生的弹体法向力系数减小的影响集中在弹体前段；修正组件对弹体全段的侧向力都有增大，且增量随轴向距离增加和攻角增加而增大，主要原因是鸭舵尾涡与弹体涡相互干扰所致；修正组件对尾翼的影响集中在弹体上半部，当α=2°时对尾翼法向力影响最大，对尾翼侧向力影响最小，随着攻角增加，尾翼侧向力系数受鸭舵影响增加，主要原因是鸭舵和弹体涡相互干扰导致尾翼段流场的对称性被破坏；修正组件反旋时，尾翼段流场不对称性会进一步加剧，产生额外侧向力。
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