类X-43A飞行器高超声速分离仿真

高超声速飞行器级间分离过程广泛存在于军事和航空航天应用中。为了对该过程中气动干扰和各分离参数的影响有更加深入认识,以类X-43A飞行器为研究对象,采用网格变形/局部网格重构的方法对其进行仿真研究。详细分析了高超分离过程中典型的流场结构,尤其是飞行器和助推器之间的级间干扰;另外,重点讨论了初始攻角、弹射力对分离过程中飞行器和助推器的轴向/法向相对距离、气动力以及飞行器攻角的影响规律。结果表明：级间分离过程受到涡流和激波的双重干扰;攻角对飞行器和助推器法向相对距离影响较大,小攻角或负攻角更有助于二者分离;弹射力对轴向相对距离影响显著,较大的弹射力能够使飞行器较快脱离级间干扰区,达到安全的分离距离。     

高超声速飞行展望

发展下一代高超声速飞行器的需求主要来自三个方面，第一方面是军用的高超声速飞行器，包括高Ｍ数的军用飞机和导弹，特别是跨大气层飞机，将使空中的作战平台提高到一个新水平，有可能在未来的高技术战争中起到杀手锏的作用；第二方面是高超声速客机；第三方面是水平起降的完全重复使用的天地往返运输系统。     

X-31验证机近期的飞行试验与进一步计划

X-31增强战斗机机动性验证机于今年2月底和3月初分别完成了以F/A-18为假想敌的近距格斗试验计划和成功进行了超音速条件下的模拟无尾飞行试验。近距格斗试验中,X-31共进行了攻击、防御、高速横列和低速横列4种初始状态的试验。其中前3种的初始速度和分离速度均为325节,高度为100O米,后一种分别为215节和约5O0米。试验结果表明,当X-31用和不用过失速机动能力时,与F/A-18的格斗杀伤比率分别为9.6:1和1:2.4(X-31:F/A-18)。     

美国高超声速技术飞行试验平台发展展望

本文基于美国在研高超声速技术研究项目,分析了未来5年美国开展高超声速技术飞行试验的需求,梳理总结了当前美国高超声速飞行试验平台的发展现状以及所面临的挑战,并对飞行试验平台的发展方向进行了研判。分析认为,未来5年美国在高超声速技术领域将面临巨大的飞行试验需求,开展飞行试验主要依靠空基发射平台或地基发射平台,地基发射平台主要发展探空火箭,空基发射平台则采用成熟飞机改装和新研专用载机平台相结合的发展思路,全面提升高超声速技术飞行试验能力。     

X-47B验证机完成舰载协同飞行测试

8月17R,X-47B验证机与F／A-18“大黄蜂”舰载战斗机在罗斯福号航空母舰上完成了一系列协同飞行测试,标志着舰载无人机关键技术验证又迈出了重要一步。     

高超声速飞行的若干气动问题

转捩、层流流动分离和气动误差带是高超声速飞行需要关注的几个气动问题。转捩与层流流动分离会对飞行器的气动特性产生显著的扰动,且这种扰动存在一定的不确定性;而如何合理地确定飞行器的气动误差带也是高超声速飞行的一个关键。本文主要从工程设计的角度对这些气动问题及其影响进行了论述,提出为满足高超声速飞行的需求,仍应针对所关注的问题发展相关的理论分析与数值模拟技术,进一步提升地面风洞试验的技术水平,并强调了开展相关气动飞行试验的重要性。     

高超声速飞行器巡航飞行控制器设计

针对高超声速飞行器高空高速巡航飞行时,其数学模型具有严重非线性、不稳定性及参数不确定性等特点,设计了包含法向过载指令跟踪的非线性鲁棒控制系统。通过忽略高度状态量并引入纵向过载的积分作为一个虚拟输出量,实现了非线性模型的完全反馈线性化和输入/输出解耦,推导出改进模型并基于滑模控制方法设计了鲁棒跟踪控制器。仿真结果表明,该改进模型是合理的,所设计的控制器能够很好地实现对法向过载指令的准确跟踪。     

高超声速飞行器飞行控制技术研究综述

与传统的航空航天器相比,高超声速飞行器具有建模困难、不确定性大、参数剧烈时变、耦合严重以及异类执行机构等控制难点。针对上述五个方面的研究现状进行综述,首先概括了高超声速飞行器建模研究成果,给出了面向控制系统设计的仿射非线性模型;其次针对不确定性、参数时变和耦合等问题,总结相关控制方法的研究成果;最后,对异类执行机构复合控制问题进行了阐述和总结。     

高超声速飞行与TBCC方案简介

介绍了TBCC(燃气涡轮发动机为基础的联合(组合)循环)方案,以及以TBCC发动机为动力装置的高超声速攻击机方案。     

X-51A验证机的设计特点浅析

简要回顾了X-51计划的研制背景,重点介绍了X-51A验证机的总体设计特点、SJX61-2超燃冲压发动机的关键技术和飞行试验的初步结果,分析了超燃冲压发动机技术应用于高超声速巡航导弹的发展前景。     

X-43A极速飞机进行最后一次试飞行

2004年11月16日，美国国家航空航天局(NASA)在加利福尼亚州附近的太平洋海域上空对其研制的无人驾驶X-43A极速飞机进行最后一次试飞行。此次飞行速度创纪录地超过每小时7000mile／h(约11265km)，大约是音速的10倍。     

X-43A试飞成功的意义和飞行结果初析

高超声速飞行研究试验机X-43A在今年3月27日的飞行中,不仅一直加速到马赫数7,而且爬升到28000米以上的高空.     

美国通向高超声速飞行的Vulcan计划

美国国防部Darpa正在执行1项Vulcan验证计划,旨在设计和制造1种马赫数超过4的组合循环式发动机,作为美国未来的军用高超声速飞行平台的推进装置。     

高超声速滑翔飞行峰点高度确定方法

针对快速准确获取高超声速滑翔峰点高度的问题,提出了一种在给定初始速度大小的情况下峰点高度计算的迭代算法.考虑将动压和过载约束条件统一到热流率约束条件上,首先在常数速度条件下估算了峰点高度,然后依据峰点高度容许误差迭代计算了峰点高度的修正值,最后通过算例进行了验证.仿真结果表明,该算法计算速度快、精度高,具有同时处理三种约束条件的通用性.     

高超声速楔形模型飞行流场数值模拟

针对典型的高超声速飞行器结构模型,利用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件对其流场进行建模仿真.研究了楔形头部对高超声速气流的影响,分析了气流流过楔形模型时的流线、压力、温度分布.对不同楔角的模型进行了模拟,观察其对气流速度分布的影响.依据数值模拟的结果对高超声速气流流场的流动特性进行了细节分析.     

美国X-45A无人战斗机验证机首次亮相

无人战斗机的出现将彻底改变２１世纪的作战模式,甚至将有可能把未来某些激烈的战争演变成坐在计算机屏幕前的一场“游戏”,参战人员只需按下鼠标键,就可摧毁千里之外的建筑、设施、装备……     

极速飞行的曙光 X-43A试飞成功的意义和飞行结果初析

3月27日,一架X-43A试验机被一架B-52轰炸机投放后,依靠自身的发动机一直加速到最高时速马赫数7(约8200千米／小时)。这一速度远远快于任何一种目前已知的以吸气式发动机为动力的飞行器的速度,包括美国高空侦察机SR-71"黑鸟"于1964年创下的马赫数3.2的纪录和1967年NASA采用火箭助推的X-15试验机创下的最大飞行速度马赫数6.7的记录,从而开启了今后发展吸气式发动机极高超声速飞行器的大门     

高超声速飞行器瞬态热试验

为了进行高超声速飞行器热防护系统的初步设计和数值计算的验证,设计开发了高超声速飞行器瞬态气动加热地面试验系统及其控制软件.试验系统能够根据飞行器的飞行轨迹和外形参数加载瞬态热流,实时测出结构表面的热流值和温度,得到飞行器的表面试验热流曲线和温度曲线.试验系统采用真空舱模拟飞行环境,并为此设计了冷却床,在真空环境下能比较真实的模拟热防护系统的下表面热环境,使瞬态热试验的原理更加合理,精度进一步提高.