变后掠角折叠翼导弹气动特性的仿真分析
发布时间：2022-10-08 17:36
变后掠角折叠翼导弹通过折叠弹翼改变弹翼后掠角,使弹翼展弦比和弹翼有效升力面积发生变化,改变导弹的气动外型,提升导弹升阻比,使导弹具有适应亚音速飞行、跨音速飞行、超音速飞行的气动特性。本文根据空气动力学基础、导弹总体设计原理、导弹飞行动力学设计了变后掠角折叠翼导弹的气动外形。通过三维建模、仿真分析的手段完成了变后掠角折叠翼导弹模型的建立,并应用Fluent流体力学仿真软件完成五组不同后掠角导弹模型在α=5°,Ma=0.5、1、2、3、4的气动特性分析。完成不同模型不同飞行马赫数下的升力系数、阻力系数、力矩系数和升阻比的计算。通过对变后掠角折叠翼导弹不同飞行条件下的仿真计算,以获得最大升阻比为研究目标,总结出适用于不同飞行条件时的弹翼后掠角。总结规律如下:（1）亚音速飞行时,小后掠角,大展弦比使导弹具有较大的升阻比,具有良好的气动特性。导弹在亚音速飞行,优先选用小后掠角姿态飞行;（2）超音速飞行时,增加弹翼后掠角能够降低导弹激波阻力,提升导弹的升阻比,适合导弹进入超音速飞行状态;（3）当Ma＞3时,弹翼后掠角大于60°以后,仅继续增加弹翼后掠角难以继续提升导弹升阻。
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 论文研究背景、目的、意义
1.2 导弹的发展历史
1.3 国内外变形翼研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 文章主要研究内容
第二章 变后掠角折叠翼导弹的气动外形设计
2.1 弹翼布局形式的选择
2.1.1 弹翼沿弹身周向分布方式
2.1.2 弹翼沿弹身纵向分布方式
2.2 导弹的弹体设计
2.2.1 弹体尺寸的设计
2.2.2 导弹的头部设计
2.2.3 弹身设计
2.2.4 弹体尾部设计
2.3 弹翼设计
2.3.1 翼型的选择
2.3.2 弹翼尺寸设计
2.3.3 尾翼的设计及布局
2.4 变后掠折叠翼导弹三维模型的建立
2.5 本章小结
第三章 气动特性研究的理论基础
3.1 计算流体力学的思路
3.2 流体力学基本方程
3.2.1 连续性方程
3.2.2 动量方程
3.2.3 能量守恒方程
3.2.4 Navier-Stokes(纳维-斯托克斯)方程
3.3 空气动力学的研究手段
3.3.1 风洞实验法
3.3.2 数值模拟法
第四章 变后掠角折叠翼导弹气动特性的研究
4.1 导弹的气动力
4.1.1 升力、阻力、升阻比
4.1.2 俯仰力矩、斜吹力矩、定常直线飞行时的俯仰力矩
4.2 变后掠角导弹气动特性的仿真分析
4.2.1 网格的划分
4.2.2 边界条件的加载与网格的输出
4.3 不同后掠角导弹气动特性的仿真分析
4.3.1 仿真计算结果
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Trajectory Optimization Design for Morphing Wing Missile[J]. Ruisheng Sun,Chao Ming,Chuanjie Sun. Journal of Harbin Institute of Technology. 2015(05)
[2]外军巡航导弹发展态势分析[J]. 周伟,李毅,张亚迪. 航天电子对抗. 2015(01)
[3]Gain-Scheduling H∞ Autopilot Design for Tactical Missiles with Variable-Swept Wings[J]. Hongyang Bai,Ruisheng Sun,Weiming Li,Xiulai Wang. Journal of Harbin Institute of Technology. 2015(01)
[4]纳威-斯托克斯（N-S）方程推导的专题教学改革探索[J]. 吴磊,马孝义. 课程教育研究. 2014(33)
[5]国外巡航导弹发展初步分析[J]. 杨卫丽,张磊,程鲤,梁蕾. 战术导弹技术. 2014(02)
[6]伸缩机翼变体飞机气动布局初步研究[J]. 李士途,艾俊强,李军府,马泽孟. 航空科学技术. 2014(01)
[7]2012年世界巡航导弹发展综述[J]. 周伟,郭纲,吕琳琳. 飞航导弹. 2013(03)
[8]折叠弹翼展开动力学仿真及优化[J]. 赵俊锋,刘莉,杨武,董威利. 弹箭与制导学报. 2012(02)
[9]多段翼型局部主动变形流动控制的非定常数值模拟[J]. 郭秋亭,张来平,常兴华,赫新. 空气动力学学报. 2011(05)
[10]未来巡航导弹发展趋势及其防御策略[J]. 陆宁,于政庆. 导弹与航天运载技术. 2011(02)
硕士论文
[1]变后掠翼导弹控制系统参数设计[D]. 赵日.南京理工大学 2014
[2]基于CFD的变体飞行器变形过程气动特性及控制问题研究[D]. 庄知龙.南京航空航天大学 2012
[3]某隐身巡航导弹气动及雷达目标特性分析[D]. 尹志林.南京航空航天大学 2009
[4]计算流体动力学在翼型设计和水处理中的应用[D]. 易杰.兰州大学 2009
[5]局部主动变形翼型和折叠翼变形飞机动态气动特性数值模拟研究[D]. 郭秋亭.中国空气动力研究与发展中心 2009
[6]智能可变外形导弹的气动外形总体设计研究[D]. 丛延.西北工业大学 2007
[7]巡飞弹气动外形设计[D]. 金立堂.南京理工大学 2006
[8]可变形翼的气动力特性研究[D]. 康亮.南京理工大学 2004
本文编号：3688140
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 论文研究背景、目的、意义
1.2 导弹的发展历史
1.3 国内外变形翼研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 文章主要研究内容
第二章 变后掠角折叠翼导弹的气动外形设计
2.1 弹翼布局形式的选择
2.1.1 弹翼沿弹身周向分布方式
2.1.2 弹翼沿弹身纵向分布方式
2.2 导弹的弹体设计
2.2.1 弹体尺寸的设计
2.2.2 导弹的头部设计
2.2.3 弹身设计
2.2.4 弹体尾部设计
2.3 弹翼设计
2.3.1 翼型的选择
2.3.2 弹翼尺寸设计
2.3.3 尾翼的设计及布局
2.4 变后掠折叠翼导弹三维模型的建立
2.5 本章小结
第三章 气动特性研究的理论基础
3.1 计算流体力学的思路
3.2 流体力学基本方程
3.2.1 连续性方程
3.2.2 动量方程
3.2.3 能量守恒方程
3.2.4 Navier-Stokes(纳维-斯托克斯)方程
3.3 空气动力学的研究手段
3.3.1 风洞实验法
3.3.2 数值模拟法
第四章 变后掠角折叠翼导弹气动特性的研究
4.1 导弹的气动力
4.1.1 升力、阻力、升阻比
4.1.2 俯仰力矩、斜吹力矩、定常直线飞行时的俯仰力矩
4.2 变后掠角导弹气动特性的仿真分析
4.2.1 网格的划分
4.2.2 边界条件的加载与网格的输出
4.3 不同后掠角导弹气动特性的仿真分析
4.3.1 仿真计算结果
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Trajectory Optimization Design for Morphing Wing Missile[J]. Ruisheng Sun,Chao Ming,Chuanjie Sun. Journal of Harbin Institute of Technology. 2015(05)
[2]外军巡航导弹发展态势分析[J]. 周伟,李毅,张亚迪. 航天电子对抗. 2015(01)
[3]Gain-Scheduling H∞ Autopilot Design for Tactical Missiles with Variable-Swept Wings[J]. Hongyang Bai,Ruisheng Sun,Weiming Li,Xiulai Wang. Journal of Harbin Institute of Technology. 2015(01)
[4]纳威-斯托克斯（N-S）方程推导的专题教学改革探索[J]. 吴磊,马孝义. 课程教育研究. 2014(33)
[5]国外巡航导弹发展初步分析[J]. 杨卫丽,张磊,程鲤,梁蕾. 战术导弹技术. 2014(02)
[6]伸缩机翼变体飞机气动布局初步研究[J]. 李士途,艾俊强,李军府,马泽孟. 航空科学技术. 2014(01)
[7]2012年世界巡航导弹发展综述[J]. 周伟,郭纲,吕琳琳. 飞航导弹. 2013(03)
[8]折叠弹翼展开动力学仿真及优化[J]. 赵俊锋,刘莉,杨武,董威利. 弹箭与制导学报. 2012(02)
[9]多段翼型局部主动变形流动控制的非定常数值模拟[J]. 郭秋亭,张来平,常兴华,赫新. 空气动力学学报. 2011(05)
[10]未来巡航导弹发展趋势及其防御策略[J]. 陆宁,于政庆. 导弹与航天运载技术. 2011(02)
硕士论文
[1]变后掠翼导弹控制系统参数设计[D]. 赵日.南京理工大学 2014
[2]基于CFD的变体飞行器变形过程气动特性及控制问题研究[D]. 庄知龙.南京航空航天大学 2012
[3]某隐身巡航导弹气动及雷达目标特性分析[D]. 尹志林.南京航空航天大学 2009
[4]计算流体动力学在翼型设计和水处理中的应用[D]. 易杰.兰州大学 2009
[5]局部主动变形翼型和折叠翼变形飞机动态气动特性数值模拟研究[D]. 郭秋亭.中国空气动力研究与发展中心 2009
[6]智能可变外形导弹的气动外形总体设计研究[D]. 丛延.西北工业大学 2007
[7]巡飞弹气动外形设计[D]. 金立堂.南京理工大学 2006
[8]可变形翼的气动力特性研究[D]. 康亮.南京理工大学 2004
本文编号：3688140
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3688140.html
