[發明專利]高馬赫數下內埋彈艙擾流板高度建模及流動控制方法

在審

• 申請號: 202011102041.3
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112270037A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 王全平;趙成澤;張洪禮
• 申請（專利權）人: 北京空天技術研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
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本發明提供了一種高馬赫數下內埋彈艙流動控制方法，基于流場仿真獲得載機不同飛行速度下擾流板高度對應的激波面位置和彈體俯仰力矩；構建擾流板高度d與俯仰力矩M_y和馬赫數Ma的模型；載機根據飛行速度、俯仰力矩的大小控制擾流板高度，實現高馬赫數下內埋彈艙流動控制。本發明能夠精確獲取臨近空間載機平臺在一定速度范圍內內埋武器投放的最優擾流板高度，從而改善臨近空間載機平臺在實際飛行與作戰過程中的內埋武器投放流場。

技術領域

本發明涉及高速飛行器技術領域，具體涉及一種應用于臨近空間載機平臺的內埋彈艙擾流板高度建模及流動控制方法。

背景技術

臨近空間載機平臺的發展趨勢表明，隱身化、無人化、高速化將是飛行器發展的重要目標。同時，臨近空間載機平臺的作戰任務將逐步由偵察拓展至打擊任務，以發揮其高空高速飛行特性帶來的突防優勢與打擊增能優勢。在此背景下，采用內埋式武器投放方案可降低氣動阻力與飛行器RCS，同時避免長時間氣動加熱對機載武器的影響，是臨近空間載機平臺實現偵察/打擊多任務一體化的必然途徑。高速內埋武器投放雖然具備上述優點，但也引發了大量氣動、結構與控制問題。對于內埋武器而言，載機需在盡可能寬的包線范圍內實現內埋武器的可靠、安全分離。然而內埋武器在高速分離過程中，機頭與艙門等部位產生的激波相互干擾、彈艙內擾流與彈艙開口剪切層的相互作用以及內埋武器機器掛架對彈艙內流動的干擾等因素使得艙內流場情況十分復雜，從而導致內埋武器在分離過程當中產生俯仰、滾轉等不利姿態，影響武器出艙過程穩定與出艙后的可控特性。同時，在窄小彈艙內部的不利位移可能導致接觸彈艙側壁或艙門,從而危及載機安全，導致分離失敗。

傳統流動控制方法僅針對固定的內埋武器投放狀態開展研究，對應結果僅適用于特定投放狀態。然而臨近空間載機平臺在實際飛行過程中往往處于一定速域范圍內，對應的內埋武器投放狀態并不是固定狀態而呈現一定隨機性。尤其是在機動作戰過程中，上述內埋武器投放狀態的隨機性更加突出，傳統流動控制方法難以適用。

發明內容

本發明需解決的技術問題是提供一種適用于隨機投放狀態下的高馬赫數下內埋彈艙擾流板高度建模及流動控制方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的一種高馬赫數下內埋彈艙擾流板高度建模方法，采取技術方案如下：

基于流場仿真獲得載機不同飛行速度下擾流板高度對應的激波面位置和彈體俯仰力矩；基于獲得的仿真數據，構建擾流板高度d與俯仰力矩系數M_y和馬赫數Ma的多項式函數關系式如下：

式中的系數，根據不同速度范圍確定。

當載機飛行速度范圍為Ma3.3-Ma3.7時，所述擾流板高度d與俯仰力矩系數M_y和馬赫數Ma的多項式函數關系式中的系數如下表所示。

擾流板高度與俯仰力矩系數和馬赫數的多項式函數關系式系數