变外形制导炮弹气动力建模与气动特性分析

摘要

为使制导炮弹在全飞行空域的不同飞行工况下始终能保持较佳的气动性能，提升炮弹的最大射程，提出了制导炮弹尾翼的两种变外形方式，对变外形制导炮弹的气动力进行建模并研究了炮弹在不同变外形方式下的气动特性。通过Datcom软件计算得到炮弹在多种飞行工况下不同外形的气动数据，采用非线性最小二乘法拟合数据，得到制导炮弹关于马赫数与攻角的气动力模型，而后引入变外形参数描述尾翼后掠角与展长的变化量，对模型中多项式系数与变外形参数的关系进行二次拟合，得到炮弹变展长、变后掠角外形时对应的气动力模型，数值计算分析了变外形制导炮弹处于不同变外形方式下的气动特性。研究结果表明：通过改变制导炮弹尾翼的后掠角与展长，可以使炮弹在不同飞行速度下获得较基准外形更优的气动特性，升阻比得到较大幅度的提升；采用非线性最小二乘法建立的变外形制导炮弹气动力模型，可以快速而准确地计算炮弹在不同攻角、马赫数与变形参数下的气动数据，为该类炮弹的弹道设计与计算、控制方法研究等提供了模型依据与理论参考。

关键词

变外形制导炮弹 / 非线性最小二乘法 / 气动力模型 / 气动特性