飞翼布局阻力类偏航操纵装置操纵特性分析.pdf

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1、2014年5月第40卷第5期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsMav2014V01．40NO．5飞翼布局阻力类偏航操纵装置操纵特性分析李忠剑马东立(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)摘要：飞翼布局取消了常规的垂尾和方向舵，存在较严重的航向操纵与控制问题，需要重点掌握偏航操纵舵面的配置特点与操纵特性．针对飞翼布局最常采用的两种阻力类偏航操纵装置：开裂式方向舵和嵌入面，介绍了研究现状、受力

2、特点，利用数值仿真方法，详细分析了偏航操纵特性、三轴操纵耦合特性以及对气动特性和稳定特性的影响规律，对比了这两种舵面在操纵特性方面的共同点和差异性，并揭示了内在的影响机理．可为解决飞翼布局偏航操纵问题以及阻力类偏航操纵装置的工程化应用提供基础．关键词：飞翼布局；开裂式方向舵；嵌入面；操纵特性中图分类号：V221文献标识码：A文章编号：1001．5965(2014)05-0695-06Controlcharacteristicsanalysisofdragyawingcontroldevicesof

3、flyingwingconfigurationLiZhongjianMaDongli(SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Flyingwingconfigurationeliminatesconventionalverticaltailandrudder，thusexistingsevereproblemo

4、nyawingcontr01．Tomaketheconfigurationintopracticaluse，itisnecessarytogainanextensiveunderstandingonthecollocationfeaturesandcontrolcharacteristicsofyawingcontroldevices．Thecurrentre-searchandmechanicalfeaturesofthetwodifferentkindsofyawingcontroldevic

5、es，splitdragrudderandup—persurfacespoiler，whicharemostcommonlyusedonflyingwingconfiguration，wereintroduced．Usingnu-mericalcalculation，theyawingcontrolcharacteristics，three—axiscontrolcouplingeffect，andinfluencingreg-ularitiesonaerodynamicandstabilityw

6、ereanalyzed．Meanwhile，thecommonpointsanddifferentialsonas—pectofcontrolcharacteristicswerecompared。Theconclusionscanhelptosolvetheyawingcontrolproblemfortheflyingwingconfiguration，andhelptoprovidebasisonengineeringapplicationforthedragyawingcontroldev

7、ices．Keywords：flyingwingconfiguration；splitdragrudder；uppersurfacespoiler；controlcharacteristics飞翼布局机身与机翼融为一体，整个外形都是升力面，构型简洁流畅，气动效率高，隐身特性好，常作为远程长航时无人机、轰炸机、无人作战飞机等的理想布局型式，美国的B-2隐形轰炸机、X-47B无人作战飞机、RQ．170等都采用了这种布局．但是飞翼布局取消了常规的平尾和垂尾，相比于正常式布局，稳定特性较差，操纵舵面配置困

8、难，在飞行过程中气动力和力矩耦合严重，无法像常规布局飞机一样实现纵向和横航向操纵的解耦．因此飞翼布局设计的一个较大的挑战是寻找合适的新型操纵机构和设计先进的控制系统，以保证良好的操纵性和飞行品质⋯．早在20世纪90年代，美国针对无尾飞翼作战飞机开展了创新操纵机构(ICE，InnovativeCon—trolEffeetor)计划．该计划第1阶段提出了多种操纵机构，其中常规操纵面包括俯仰襟翼、升降副收稿日期：2013-06-19；网络出版时问：2013—10—1619：41；DOI：