鸭式布局战斗机非常规机动的流场机理数值分析.pdf

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1、第46卷第6期2014年12月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics8LAstronauticsV01．46No．6Dec．2014鸭式布局战斗机非常规机动的流场机理数值分析胡铃心昂海松肖天航(南京航空航天大学航空宇航学院，南京，2l0016)摘要：以先进战斗机的非常规机动为对象，发展了一种适用于大幅度运动变化的非结构嵌套网格生成方法，建立了一整套非定常流场N—S方程数值求解方法。在对三角翼动态气动特性计算验证的基础上，模拟了飞机过失速机动条件下飞行姿态和来流

2、速度的变化特征，对鸭式布局战斗机“眼镜蛇机动”的非定常涡结构、非定常气动力效应和气动特性进行了数值研究，揭示了鸭式布局战斗机“眼镜蛇机动”的非定常流场机理。关键词：嵌套网格；非常规机动；非定常流场；鸭式布局中图分类号：V211文献标志码：A文章编号：1005—2615(2014)06一0874一08NumericalAnalysisonFlow。FieldAroundUnconVentionallyManeuVeringCanardFighterH“Li竹gzi咒，A咒gH口iso咒g，Xi口oTin7z^口竹g(Co

3、lJegeofAerospaceEngineering，NanjingUnjversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：AnunstructuredoVersetgridgenerationmethodispresentedtostudylargeamplitudemoVe—mentsofunconventionalmaneuverofanadvancedfighterandanumericalmethodisdevelopedbase

4、dontheNavier～Stokes(N—S)equationsforanalyzingunsteadyflowproblems．Basedoncalculationandvali—dationofthedynamiccharacteristicsofadeltawing，flightattitudeandvelocityvariationaresimulatedwhentheaircraftisundertheconditionofpost—stallmaneuvers．Thenumericalinvestigat

5、ionoftheun—steadyVortexstructure，theunsteadyaerodynamicsandtheaerodynamiccharacteristicsrevealtheun—steadyflowmechanismofthecanardaircraftthroughCobramaneuver．Keywords：oversetgrids；unconventionalmaneuver；unsteadyflow；canardlayout随着现代空战环境的改变，在提高常规机动能力的同时，战斗机非常规机动

6、能力的提升也受到更多关注。非常规机动是指战斗机在超过失速迎角的飞行中，飞行员仍能有效控制的机动。通过实现飞行轨迹与机头指向的解耦，非常规机动大大提高了战斗机机头指向目标的速度，可以显著地改善战斗机的近距格斗能力和瞬时机动能力，并能有效扩展其飞行包线。近年来，国外航空先进国家十分重视非常规机动的研究和应用。非常规机动技术的研究也面临着很多难题。例如，在实施非常规机动过程中，战斗机的状态参数会经历迅速的变化。伴随着附面层分离、旋涡的形成和破裂、非对称涡的形成，作用于战斗机上的气动力和力矩随状态参数剧烈变化，出现了很强的非定

7、常和非线性特性口]。针对非常规机动过程中的非定常气动力特性研究心娟]，国外已进行多年，但目前仍有许多问题亟待解决。其中一个主要的问题是在战斗机进行非常规机动中，伴随着飞行姿态的变化，飞行速度也会发生较大变化[7{]。例如，在“眼镜蛇机动”飞行过程中，速度的减小值可达185km／h。因此，在研究非常规机动的动态气动特性时，同时考虑战斗机飞行姿态和速度的变化是十分有意义的。在常规基金项目：江苏高校优势学科建设工程基金资助项目。收稿日期：2014一01—27；修订日期：2014一06—15通信作者：昂海松，男，教授，博士生导

8、师，E-mail：ahs@nuaa．edu．cn。第6期胡铃心，等：鸭式布局战斗机非常规机动的流场机理数值分析875的风洞和数值研究方法中，来流速度一般是恒定不变的，因此难以准确获得非常规机动中战斗机受到的非定常气动力[9‘1⋯。本文以先进战斗机的非常规机动为研究对象，设计了一种适用于大幅度运动变化、求解非定常N—S方程的非结构嵌