战斗机内埋武器装载方式初探

通过对新一代战斗机内埋武器装载方式设计过程中的一些关键技术的分析，重点结合内埋武器舱的设计研究，提出了战斗机内埋武器舱的相关设计要求。     

内埋武器分离特性及其改进方法研究

在高速风洞中对外挂/内埋武器分离过程中的气动力特性进行了试验研究,试验同时研究了改善内埋武器分离特性的被/主动流动控制方法——前缘立齿和前缘射流,试验马赫数为0.6、0.9和1.5。采用内式天平获取了不同试验状态下武器模型的气动力数据。试验表明:与外挂武器相比,内埋武器分离过程中的气动力特性较复杂,存在机/弹分离安全隐患;弹舱长深比L/D对内埋武器分离特性影响明显,随L/D增大,武器最大俯仰力矩系数明显增加;被/主动流动控制方法均能有效改善内埋武器分离特性。     

内埋武器机弹分离相容性研究进展综述

为满足新型有人或无人作战飞机高隐身、高速和高机动性等要求,作战飞机普遍采用武器内埋挂载方式。当高速气流流过内埋武器舱的空腔时,将引发边界层分离、舱口附近会存在复杂的剪切流动、舱内会产生极为恶劣的噪声环境等非定常流动现象,这些复杂的非定常流动现象严重影响内埋武器机弹分离相容性（ASSC）。首先,给出内埋武器机弹分离相容性的重要研究意义;接着,重点介绍内埋武器机弹分离相容性的研究进展;最后,论述和总结了国内外采用4种方法（理论分析与建模、风洞试验、数值模拟和飞行试验）研究内埋武器机弹分离相容性及其流动控制方法的进展,指出内埋武器机弹分离相容研究存在的主要问题,并给出几点建议。     

内埋武器投放分离相容性的风洞投放试验预测与评估

采用基于运动动力学相似的风洞投放试验对先进战斗机内埋武器投放分离相容性进行预测与评估,给出载机在不同飞行马赫数、攻角、弹舱长深比及舱内武器剩余数量、不同弹射力、折叠翼是否展开下,内埋导弹从载机弹舱投放分离后的运动轨迹和俯仰姿态角变化规律,研究这些因素对内埋导弹投放分离相容性的影响。结果表明：处于超声速飞行状态下（马赫数为1.5）的载机,攻角处于0°、2°、3°时投放内埋导弹后弹体俯仰角处于低头状态,利于攻击载机前下方敌方目标;在给定的初始分离条件下,对于两种不同的弹舱长深比,内埋导弹均能安全分离,但对内埋导弹俯仰方向运动影响较为显著;弹舱内武器剩余数量对内埋导弹分离特性影响较小,导弹能快速地远离载机干扰流场,投放分离后弹体俯仰角一直处于低头状态;随着内埋导弹初始分离速度增大,可使弹体快速地穿过载机的下洗流场,有利于内埋导弹与载机的安全分离;导弹的不同气动布局对内埋导弹分离相容性有一定的影响。     

内埋武器高速投放风洞试验技术

在0.6m×0.6m量级亚跨超声速风洞开展了内埋武器弹射试验技术研究。研制的风洞双视角、高亮度光路系统和六自由度(6DOF)图像分析系统,可获得飞行器内埋武器弹射投放物全轨迹图像和气动参数。此试验技术可独立调节投放物弹射速度和角速度,并可保证弹射速度误差≤5%,角速度误差≤10%,重复率≥95%;新研制的高亮度光源系统使拍摄图像清晰度更高,模型迎角辨识精度≤0.2°,有利于模型运动轨迹分析;光路系统得到合理设计,便于使用双视角技术得到模型运动轨迹及6DOF数据。新技术已完成亚跨超声速、多体干扰复杂气动力条件下的风洞试验验证,各项参数均达到或优于已有技术指标,并多次为型号试验服务,满足飞行器内埋武器弹射投放风洞试验研究需求。     

内埋武器舱关键气动及声学问题研究

以风洞试验为手段,在高速风洞中对内埋武器舱关键气动问题进行了深入研究。利用静态压力测量、脉动压力测量、网格测力等测试手段,获取了典型弹舱流场静压分布特性、气动声学特性以及武器分离特性。研究结果表明：舱内静压分布变化明显,可以此定义弹舱流场类型;开式弹舱流场气动声学环境恶劣,总声压级强度可达170dB 以上,且频谱曲线上存在多个明显的能量尖峰;武器从舱内分离过程中可能产生较大的抬头力矩,影响机/弹安全分离;在弹舱前缘施以流动控制能降低舱内静压梯度、抑制气动噪声,且有利于改善武器分离特性。     

内埋武器机弹分离相容性及流动控制试验研究

随着新一代先进有人或无人战斗机对高机动、超远程打击和隐身等性能提出要求,武器内埋式装载已成为必备选择。当内埋武器的质量-惯性载荷比非定常空气动力载荷大时,有效的武器分离通常不是问题;然而,当内埋武器的质量-惯性载荷比非定常空气动力载荷小时,可能导致内埋武器机弹分离过程出现俯仰角过大、急速滚转等不相容现象。本文针对内埋武器机弹分离相容性及流动控制方法开展非定常风洞投放试验探索研究,通过在武器舱前缘布置锯齿和矩形扰流板等被动流动控制装置,采用非定常风洞投放试验方法并结合高速纹影流动显示技术,研究了有无流动装置对内埋武器机弹分离相容性的影响,并提出细长旋成体布局式的内埋武器机弹分离相容性的判据表达式。研究发现,布置在内埋武器舱前缘的锯齿和平顶扰流板能在气流扇形膨胀区域内产生扰流激波,该扰流激波所产生的高压作用在导弹头部能起到减小抬头俯仰力矩的效果,对机弹分离俯仰方向运动产生较大影响,但对导弹垂直位移的影响并不大。前缘锯齿扰流板对机弹分离相容性的控制效果比平顶扰流板要好。     

内埋式武器舱的流动及气动特性分析

探讨了战斗机内埋式武器舱的一些研究进展,对武器舱形状、来流马赫数、边界层厚度、噪声等对武器安全投放的影响进行综合分析,重点讨论了武器舱几何形状对流动特性的影响;基于N-S方程,采用数值模拟方法,分析了几种不同长深比二维武器舱的流动特性,以及三维武器舱锯齿舱门对气动特性的影响;探讨了噪声特性及噪声抑制技术,并对武器投放中...     

基于嵌套网格的内埋物单侧投放影响研究

内埋物投放分离技术是新一代飞行器研制的关键技术之一。首先,基于动态嵌套非结构网格耦合求解流场非定常N-S方程和刚体动力学方程,实现了内埋物投放的精确模拟;然后,研究载机不同飞行姿态对内埋舱内左侧无挂载、仅右侧挂弹投放过程的影响。研究结果表明：正迎角工况对弹体投放分离影响较小,负迎角工况将引起弹体有较大的反方向的横向运动和偏航;负侧滑工况对弹体投放影响较小,正的小侧滑角工况下,在投放分离过程中弹体气动力和气动力矩存在较强的脉动变化;随着侧滑角进一步增大,弹体气动特性的脉动变化减小。     

武器内埋式飞行器空腔流动流场数值模拟研究

本文采用有限体积法、中心差分离散格式、五步Runge—Kutta显式时间推进、应用人工粘性及多项收敛技术，基于自适应笛卡尔网格解算Euler方程的方法，对绕流此类飞行器的空腔流动的流场进行数值模拟，并且进行了初步分析与探讨。     

超声速条件下内埋式武器分离特性的数值分析

采用非结构动网格技术,耦合求解欧拉方程和六自由度(6-DOF)运动方程,对内埋式导弹在亚声速和超声速条件下的分离轨迹和姿态变化进行了比较,分析了不同马赫数下气动力对导弹分离特性的影响,重点讨论了超声速条件下导弹分离过程中相对于载机的位置和导弹的姿态变化情况,分析了超声速飞行环境下导弹安全分离的条件.     

一种CARET进气道超音速特性试验研究

对一种Caret进气道进行了试验研究,给出了该型进气道超音速基本气动特性。该进气道在Ma=1.6～2.0范围总压恢复急剧下降。在Ma=2.0时,由于亚临界防喘余量较小,在放气门关闭情况下将无进/发匹配点;在喘振点处,稳态周向畸变相对于临界状态在减小,而动态紊流度急剧增加;临界至超临界情况,在两个压缩斜板的交角后管道内出现流动分离。      

时空一致性对武器系统仿真试验影响的分析

时空一致性是影响仿真试验精度的最为关键的重要因素之一。文章阐述了由于时钟不同步导致的对时间和空间理解的不一致,以及对仿真精度的影响,详细分析了时空不一致产生的各种可能因素,并以某型武器系统仿真试验为例,提出了几种实用且可行的时空一致性处理方法。     

多段翼型大迎角下主翼、襟翼上的分离流及缝道流动

使用雷诺平均N-S方程、采用可用于较大分离区的Johnson-King紊流模型、嵌套网格和有限体积法研究大迎角下的多段翼型绕流,特别是主翼、襟翼上的分离流动及缝道流动。利用嵌合体技术对组合体每一部分生成高质量并适于高效求解的贴体网格。以具有17%相对厚度的GAW-1翼型带30%襟翼翼型为例进行了计算,计算结果与实验结果吻合很好,证实该方法可以较好地预计多段翼型上的分离流、缝道流动与最大升力。     

多段翼型低速流场与气动特性数值计算研究

在结构化网格求解RANS方程的基础上,将嵌套网格技术应用在低速绕流气动特性计算中,并以NLR-7301两段翼型和某运输机5段翼型在起飞构型下对低速绕流流场进行数值模拟,将气动特性及流场特性的数值模拟数据与对接网格计算以及风洞实验数据进行了比较.结果表明,该气动特性计算方法有着较高的精度和可靠性.     

反舰导弹武器系统作战效能评估模型研究

在综合研究国内外多种效能评估理论和方法的基础上,建立了基于模糊综合评判法的主战、保障、指挥分系统作战效能及全系统作战效能评估模型,并通过示例验证了其正确性和可行性。     

基于VegaPrime和OpenGL的武器观瞄系统的仿真

为直观准确地设计飞行器的武器观瞄系统,采用可视化工具VegaPrime和开放图形库OpenGL进行仿真试验。仿真结合坐标变换,建立攻击目标识的流程。仿真结果证明,系统不仅可视化效果形象逼真,而且具有开发周期短的优点。     

多段翼型粘性绕流计算研究

针对多段翼型外形结构复杂,结构网格生成难度大的缺点,运用割补法对重叠网格技术进行了研究,生成贴体及与边界正交的高质量的结构化网格,在识别贡献单元方面,介绍了一种基于kd树的找重方法.流场求解应用雷诺平均Navier-Stokes方程结合Spalart-Allmaras一方程湍流模型在所生成的重叠网格上对多段翼型的粘性绕流进行了模拟,为了兼顾流场计算效率问题,在重叠网格的各个子块上采用多重网格方法.计算结果表明,用该方法可以很好地预计压力分布,并且计算效率得到很大的提高.     

一种导弹通用武控系统OA模型

提出了一种导弹通用武控系统OA模型,能够满足导弹武控系统的通用化需求.从硬件、软件和协议3个方面对所提出的模型进行了描述和分析.通过构建试验验证系统,验证了所提出的导弹通用武控系统OA模型中关键技术的可行性.     

飞机客舱内病菌传播的数值仿真研究进展

飞机客舱内病菌传播规律的数值模拟主要包括2个阶段,先模拟密闭空间内部空气流场,然后再在该流场基础上,研究呼吸液滴在其中的扩散。大多数研究采用湍流模型来仿真内流场,文中对比分析了各类湍流模型的特点及适用条件。离散相模型分析呼吸液滴在内流场内的扩散传播轨迹,欧拉模型分析呼吸液滴在内流场内随时间的扩散浓度变化,综述了离散相模型和欧拉模型的研究进展和应用现状。同时综述了解决旅客在客舱中移动影响病原体液滴传播规律的动网格技术,最后提出了数值仿真分析过程中亟待解决的问题。