飞翼布局飞机武器舱综合流动控制技术研究.pdf

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSlnlcaMay252012Vol33No．5781—787ISSN1000．6893CN11-19291Vhltp：／／hkxb．buaaedu．cnhkxb@buaaedu．cn文章编号：1000—6893(2012)05—0781—07飞翼布局飞机武器舱综合流动控制技术研究冯强*，崔晓春中国航空工业空气动力研究院高速高雷诺数气动力航空科技重点实验室．辽宁沈阳110034摘要：针对飞翼布局飞机武器舱高强度气动噪声，内埋武器分离安全性和全

2、机开舱附加阻力问题。以高速风洞气动噪声及气动力测量为研究手段，开展了基于前缘扰流片激励的武器舱综合流动控制技术试验研究。试验结果表明；对于飞翼布局飞机，武器舱开启对飞机气动性能有较大影响。巡航状态下，武器舱打开后使全机阻力增加了60％～110％；武器舱气动噪声高达185dB,内埋武器分离过程中存在较大的抬头力矩，不利于武器分离。通过在武器舱前缘布置扰流片对剪切层施加激励，可以有效改善武器舱流动特性。巡航状态下武器舱开舱附加阻力最多降低20％；武器舱噪声降低5～8dB；同时可以有效改善内埋弹分离特性。关键词：

3、飞翼布局；武器舱；气动噪声；流动控制；分离特性中图分类号：V21I．7文献标识码：A作为一种先进的气动布局形式，飞翼布局飞机没有水平和垂直尾翼，也没有鸭翼，其结构简单，重量轻。因它与空气接触的部件少，空气浸润面积较小，所以全机摩擦阻力较小。由于翼身融合技术的应用，减小了头部飞行器的迎风面积，也减小了翼一身的干扰，其型阻也相应减小。另外，采用翼身融合技术的飞翼布局还可以大幅度减小飞行器的雷达散射面积(RCS)，从而提高了飞机的战场生存率。目前，欧美等西方航空技术强国正在研制的无人攻击机、战略轰炸机等大多采用了

4、飞翼式布局[1-a]。武器外部挂载所产生的附加阻力约占飞机总阻力的30％，同时增加飞机雷达信号的散射面积n]。出于隐身及减阻的考虑，未来新一代飞翼布局飞机大多采用武器内埋装载的方式，如美国研制的X一45A无人机、B-2战略轰炸机等。然而，当舱门开启，武器舱暴露于自由来流后，由于腔口剪切层与舱内气流的相互作用，武器舱内气流会出现自持振荡现象，在武器舱内部及其周围环境中，将产生高强度的气动噪声，声压级高达160～180dD“，且噪声的模态频率可能达到50～60Hz，接近机体耦合的固有频率，足以对武器舱结构、舱内

5、电子设备产生声疲劳甚至破坏。气动噪声还有可能影响内埋武器分离安全性及命中精度。近年来随着以F-22、F一35和X一45A为代表的新一代高性能战斗机的研制，美国进行了多项针对武器舱气动噪声及内埋武器分离特性改善的流动控制研究计划。如：1996年，美国空军组织的武器舱流动主动控制研究项目(ActiveRobustControlofInternalCavities，ARCTIC)[63；波音公司于2001年开展的高速武器分离高频激励主动流动控制技术项目(High—FrequencyExcita—tionActiv

6、eFlowControlforHigh·-SpeedWeap--onRelease，HIFEX)[71；接续HIFEX计划，波音收稿日期：2011．07．22：退修日期：2011-09—02；录用日期：201I-10-17；网络出版时间：201I-11-2513：02周络出版地址：WWWcnkinet／7kcms／detail／11．1929．V．20111125．1302．004．№IDOI：ONKhlI-1929／V．20111125．1302004*通讯作者Tel．：024—86518151E-mai

7、l：pengqiang_329@163corn韵焉棰武IFengQ．CuiXC．Study∞integratedflowcontrolforweaponsbayofflyingwingconfigurationaircraftActaAeronauticaetAstro·nauticaSinica。28{2．33t5)：78{，787冯强，崔硗春．飞翼寿局飞机武器靛练台流动控勃技术研究?航空学报．2012．33t5)：781-787．航空学报May252012Vol33No5公司与美国空军研究试验室(AFR

8、L)于2002—2003年开展了I，RSAe(LongRangStrikeAeroExperiment)计划[81等。国内的罗柏华博士与胡章伟教授进行了声激励控制空腔流激振荡的试验研究，通过在空腔前缘施加纯音声激励，在马赫数MaYO．60的情况下能够起到较好的抑制噪声的结果凹3；2009年，吴继飞等开展了内埋式弹舱流场特性及武器分离特性改进措施风洞试验研究，利用武器舱前缘扰动圆柱进行弹舱流场控制[1⋯。自20世纪