摘要
弹群在协同作战的过程中,不同弹体之间的距离相对较近,弹体之间的气动特性相互影响,流场更加复杂多变,为弹群的精准控制带来较大的影响。因此,为探究弹群中弹体之间的气动关系,使用数值模拟方法,通过对两弹体在不同工况下飞行时的气动特性进行计算,并与单弹体飞行时的气动特性进行对比分析,对弹体之间的气动影响进行了研究,得出了弹体之间相互影响的气动规律,为弹体精准控制提供了理论基础。论文开展的主要工作如下: (1)建立弹体的三维模型,确定弹体气动特性计算数值模拟方案,通过对TTCP卷弧翼弹体的数值模拟结果与风洞实验的结果进行对比,验证了计算方法的准确性。 (2)对单弹体在不同工况下的飞行特性进行计算,探究了单弹体在攻角、侧滑角及马赫数影响下的气动规律,并通过弹体运动学方程建立了弹体运动数学拟合公式。 (3)通过对双弹体相对静止飞行时的工况进行计算,探究了双弹体相对静止飞行时,气动特性及流场特征在攻角及侧滑角影响下的气动规律,并从升力及偏航力矩的角度对双弹体飞行的安全性展开了研究。 (4)对双弹体在相对运动过程中,两弹体之间相对运动速度带来的气动影响进行了分析计算,并对异构弹体在相对运动过程中的流场变化进行了研究。 研究结果表明,本次研究弹体的升阻比随攻角先增大后减小,在攻角12°时弹体的升阻比达到最大值;在双弹体相对静止飞行过程中,攻角带来的相互影响主要作用于弹身,侧滑角带来的相互影响主要作用于弹翼。双弹体在相对静止飞行过程中,弹体的升力及俯仰力矩的安全性的影响因素中,马赫数>侧滑角>攻角,弹体在0.9Ma时飞行的安全性更高;在相互运动的过程中,两弹体之间的气动影响与两弹体之间的相对位置息息相关。随着相对运动速度的增大,两弹体之间出现敏感气动影响的距离逐渐增大。两异构弹体在相对运动飞行的过程中,弹体体积的改变对弹体运动气动规律的影响较小,对两弹体之间的阻力影响极小,对升力的影响较大。