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偏头控导弹气动分析与外形优化

专 业: 精密仪器及机械
关键词: 智能变形飞行器 偏头控导弹 气动分析 外形优化
分类号: TJ760.11  TJ761.5
形 态: 共 57 页 约 37,335 个字 约 1.786 M内容
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内容摘要


智能变形问题是近年来飞行器研究中非常重要的一个课题。

作为智能变形飞行器研究的一个主要方向:

智能变形导弹的研究,国内外高度重视。

本文结合当前变形结构发展趋势,设计出目前情况下容易实现的弹头偏转结构模型,以SMA合金丝作驱动器,通过加热合金丝产生驱动力,实现弹头的万向偏转和控制。

该头部万向偏转结构对于超音速及高超音速飞行器的高效气动控制是一种新的探索与尝试。

并探讨改进设计的方案。

CFD技术在航空航天领域有着广泛重要的应用。

CFD数值计算是本文的核心内容,本文系统的对偏头控导弹模型进行了数值计算,并使用CFD技术探讨头部气动外形的优化。

本文针对弹头偏转模型,利用计算流体力学(CFD)软件FLLlENT,进行了大量气动性能仿真实验,计算得出模型在不同头部偏角,不同攻角姿态,不同气流速度条件下受到的气动升力,阻力和偏航力矩。

比较了此类飞行器在不同长径比,不同头部锥度时的升力,阻力和偏航力矩,探讨头部外形对气动性能的影响。

此外,在低速风洞进行偏转弹头的风洞实验,检验偏头控制的有效性。

在亚音速和超音速条件下,偏头控制的高效性能,有待进一步的实验验证。

大量数值计算结果表明,利用智能材料SMA驱动器作为驱动元件,实现头部偏转。

通过精确控制头部偏角,可以获得预期的气动升力,阻力和偏航力矩,有效改变飞行轨道,可以实现智能头部变形导弹的机动飞行。

结果显示:

偏头控导弹在超声速域有良好的气动控制特性。

在亚音速,跨音速情况下,头部偏转产生的气动效果虽然较小,但由于头部离质心较远,偏航力矩对导弹飞行轨道的改变也起着不可小视的作用。

通过导弹头部外形对气动特性影响的比较可知,在超音速域,大长径比,尖锥外形的此类导弹,可以获得更好的升阻比特性,气动性能更好。

这个结论也为将来的头部偏转机构以及头部外形的优化设计具有一定意义..……

全文目录


文摘
英文文摘
第1章 绪论
1.1变形飞行器的研究目的和意义
1.2国外变形飞行器研究历史与现状
1.3国内变形飞行器研究现状
1.4智能变形飞行器的一些关键技术
1.5本文研究的内容与意义
第2章 头部偏转机构设计
2.1驱动器的选择
2.2偏转机构设计方案
2.2.1初始方案
2.2.2改进方案探讨
2.3 SMA丝伸缩量与偏转角,方位角的关系
第3章 流体动力学基本理论
3.1空气动力学概况
3.2计算流体力学简介
3.3流体力学基本概念
3.4流体动力学控制方程
3.4.1质量守恒方程
3.4.2动量守恒方程
3.4.3能量守恒方程
3.4.4控制方程的通用形式
3.5 CFD常用数值计算方法
3.5.1有限差分法
3.5.2有限元法
3.5.3有限体积法
3.6FLUENT软件介绍
第4章 偏头控导弹气动性能数值计算
4.1网格生成
4.2计算模型的选择
4.3参数设置
4.4计算结果与分析
4.4.1气动性能与马赫数的关系
4.4.2升阻比分析
4.4.3偏航力矩分析
4.4.4计算结果后处理图
4.5不同气动外形偏头控导弹气动特性比较
第5章 低速风洞实验
5.1风洞实验意义
5.2风洞实验模型与实验方案
5.3实验结果分析
第6章 总结与展望
6.1总结
6.2后期工作展望
参考文献

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中图分类: > TJ760.11 > 工业技术 > 武器工业 > 火箭、导弹 > 导弹 > 一般性问题
其他分类: > TJ761.5 > 工业技术 > 武器工业 > 火箭、导弹 > 导弹 > 导弹:按射程、作用、结构区分

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