旋转式尾翼弹箭气动特性仿真计算

摘要

为了深入研究尾翼式弹箭的气动特性变化规律，基于滑移网格方法开展了旋转式尾翼弹箭非定常绕流流场的仿真计算，利用ANF标模风洞实验结果验证了数值仿真方法的正确性。以某十字布局尾翼式弹箭为研究对象，在不同马赫数(Ma=0.9～2.0)、攻角(2°,4°)、旋转速度(πrad/s, 2πrad/s, 4πrad/s)、尾翼斜切角(0°,1°,2°)下，分析了旋转式尾翼弹箭的各气动特性参数变化规律及其影响机理。计算结果表明：旋转速度对弹箭的纵向气动特性(阻力、升力、俯仰力矩特性)基本没有影响，主要影响滚转特性和马格努斯特性；斜切尾翼角对弹箭的升力特性参数和俯仰力矩特性基本没有影响，主要影响阻力、滚转以及马格努斯特性；弹箭绕其纵轴旋转(0°～360°)过程中，阻力特性参数和升力特性参数呈现周期性变化规律，并且当弹箭旋转至45°时，瞬时升阻比最小；弹体是产生阻力特性的主导因素(85%左右);弹体和尾翼对升力特性的贡献各占50%左右。因此，在弹箭设计过程中要注意斜切尾翼角度以及转速所带来的影响，选取合适的斜切角。

关键词

弹箭 / 旋转速度 / 斜切尾翼角 / 气动特性 / 数值仿真