RBCC动力巡航飞行器爬升段弹道优化 被引量：1

1

作者 徐铮 谭建国 张冬冬 《火箭推进》 CAS 北大核心 2024年第2期49-56,共8页

RBCC动力飞行器爬升段弹道设计是其总体设计的重要问题之一。采用伪谱法对基于RBCC动力的巡航飞行器开展了弹道优化研究。以爬升段推进剂消耗量最小为性能目标,以飞行攻角为设计变量,建立了飞行器纵向平面内弹道优化模型,在获得飞行器... RBCC动力飞行器爬升段弹道设计是其总体设计的重要问题之一。采用伪谱法对基于RBCC动力的巡航飞行器开展了弹道优化研究。以爬升段推进剂消耗量最小为性能目标,以飞行攻角为设计变量,建立了飞行器纵向平面内弹道优化模型,在获得飞行器气动特性和RBCC发动机性能的基础上,开展了爬升段弹道优化。结果表明:最优弹道包括平飞加速、等动压爬升、等速爬升等阶段;火箭发动机应当以“开-关-开”模式工作,且火箭发动机无需大范围调节;在适当的火箭发动机最大流量和动压约束下,该飞行器的动力段航程达到2430 km。 展开更多

关键词 火箭基组合循环发动机 巡航飞行器 爬升段 弹道优化

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临近空间高超声速巡航飞行器红外特征 被引量：5

2

作者 石安华 李海燕 +1 位作者 石卫波 梁世昌 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期796-803,共8页

针对现有天基红外预警卫星对临近空间高超声速巡航飞行器的可探测性分析和未来天基红外预警卫星规划建设对临近空间高超声速巡航飞行器的光学特征数据需求,采用高超声速空气动力学、燃烧学、传热学、气体辐射理论等相结合的计算分析方法... 针对现有天基红外预警卫星对临近空间高超声速巡航飞行器的可探测性分析和未来天基红外预警卫星规划建设对临近空间高超声速巡航飞行器的光学特征数据需求,采用高超声速空气动力学、燃烧学、传热学、气体辐射理论等相结合的计算分析方法,研究类X-51A高超声速巡航飞行器在典型飞行状态下的流场参数、本体温度、红外辐射光谱及红外辐射亮度和红外辐射强度。结果表明:类X-51A高超声速巡航飞行器辐射特征受飞行时间及弹道影响,本体红外辐射受气动加热影响明显,以航空煤油为燃料的飞行器喷焰红外辐射以CO_(2)、H_(2)O、CO的1.52 μm、2.68 μm、4.39 μm辐射带特征最为显著;在包含CO_(2)、H_(2)O、CO分子强特征辐射谱的窄带总辐射中,喷焰辐射是主要贡献,而在非喷焰特征辐射谱带内的总辐射中,飞行器本体辐射占主导。 展开更多

关键词 高超声速巡航飞行器 喷焰 红外辐射光谱 红外辐射强度

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基于扰动观测器的巡航飞行器指数时变滑模控制 被引量：3

3

作者 王亮 刘向东 +1 位作者 盛永智 丛炳龙 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1091-1099,共9页

针对巡航飞行器非线性模型具有快时变、强耦合和高度非线性的特点,在考虑飞行过程中可能存在的气动参数以及大气密度不确定性情况下,提出了一种高精确、强鲁棒控制方法。通过将扰动观测器与指数时变滑模控制方法结合,构造了一种基于扰... 针对巡航飞行器非线性模型具有快时变、强耦合和高度非线性的特点,在考虑飞行过程中可能存在的气动参数以及大气密度不确定性情况下,提出了一种高精确、强鲁棒控制方法。通过将扰动观测器与指数时变滑模控制方法结合,构造了一种基于扰动观测器的巡航飞行器指数时变滑模控制设计方法,并利用Lyapunov理论分析了采用该控制律后整个闭环系统的稳定性。该方法能够有效地减小采用边界层方法来处理滑模抖振问题时所引入跟踪稳态误差,提高系统控制精度。最后,通过仿真验证了所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 巡航飞行器 指数时变滑模 扰动观测器 飞行控制 鲁棒性

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吸气式巡航飞行器对固体超燃冲压发动机应用需求分析 被引量：4

4

作者 蔡强 赵晓宁 +2 位作者 杨玉新 蒲晓航 李新田 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2020年第3期43-48,共6页

为了研究吸气式巡航飞行器对固体超燃冲压发动机的总体应用需求,首先系统总结20世纪60年代以来国外吸气式巡航飞行器的发展历程以及超燃冲压发动机技术的变革,梳理飞行器总体设计、液体超燃和固体超燃冲压发动机的技术脉络,从而研判出... 为了研究吸气式巡航飞行器对固体超燃冲压发动机的总体应用需求,首先系统总结20世纪60年代以来国外吸气式巡航飞行器的发展历程以及超燃冲压发动机技术的变革,梳理飞行器总体设计、液体超燃和固体超燃冲压发动机的技术脉络,从而研判出未来吸气式巡航飞行器将向着"多平台强约束、长时间高性能、大速域宽空域"的趋势发展。然后对比分析液体超燃和固体超燃冲压发动机的优劣势,提出固体超燃冲压发动机以其独特的优势将逐渐成为支撑吸气式巡航飞行器应用的关键技术。最后详细分析吸气式巡航飞行器对固体超燃冲压发动机在长时间巡航、高比冲性能、长时间防隔热技术、高性能贫氧推进剂配方、高效燃烧组织技术和宽范围流量调节技术等方面的需求和解决措施。研究成果可以为吸气式巡航飞行器和固体超燃冲压发动机发展规划提供重要参考。 展开更多

关键词 巡航飞行器 固体燃料 超燃冲压 总体应用

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高超声速巡航飞行器机体/推进系统一体化设计参数灵敏度分析 被引量：6

5

作者 罗世彬 罗文彩 王振国 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期10-14,共5页

建立了高超声速巡航飞行器机身/推进系统一体化设计模型,对高超声速巡航飞行器机体/推进系统设计参数对性能的影响进行了分析,提出了一种新的设计参数灵敏度分析方法和设计参数取值域界定方法,确定了各设计参数的影响等级并对设计参数... 建立了高超声速巡航飞行器机身/推进系统一体化设计模型,对高超声速巡航飞行器机体/推进系统设计参数对性能的影响进行了分析,提出了一种新的设计参数灵敏度分析方法和设计参数取值域界定方法,确定了各设计参数的影响等级并对设计参数取值域进行了划分。 展开更多

关键词 高超声速巡航飞行器 一体化设计 超燃冲压发动机 参数分析 灵敏度分析

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基于试验设计和响应面近似的高超声速巡航飞行器多学科设计优化 被引量：16

6

作者 罗世彬 罗文彩 王振国 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2003年第6期2-9,共8页

建立了基于试验设计理论和响应面近似的超燃冲压发动机推进的高超声速巡航飞行器多学科设计优化方法。首先建立外形尺寸、质量估算、气动力性能、气动热性能和推进性能学科的分析模型。模型考虑了学科间的耦合效应 ,结合弹道方程 ,形成... 建立了基于试验设计理论和响应面近似的超燃冲压发动机推进的高超声速巡航飞行器多学科设计优化方法。首先建立外形尺寸、质量估算、气动力性能、气动热性能和推进性能学科的分析模型。模型考虑了学科间的耦合效应 ,结合弹道方程 ,形成了飞行器的总体性能模型。然后分别采用 D- Optimal设计、Taguchi设计和均匀设计选择设计点 ,通过多机并行计算完成高超声速巡航飞行器性能分析。根据分析结果 ,构造响应面近似模型。通过响应面近似模型的优化 ,完成了高超声速巡航飞行器的多学科设计优化。计算表明 。 展开更多

关键词 高超声速巡航飞行器 多学科设计优化 响应面近似 试验设计 并行计算

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滑跃式高超音速巡航飞行器设计初步研究 被引量：6

7

作者 詹浩 孙得川 夏露 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期5-8,共4页

在分析国外滑跃式高超音速巡航飞行器的发展现状基础上,提出了高超音速巡航飞行器的概念设计,对滑跃式高超音速巡航飞行器总体方案提出了设想。选择乘波构型建立了滑跃式高超音速巡航飞行器的气动布局,采用Euler方程数值解法Dahlem-Buc... 在分析国外滑跃式高超音速巡航飞行器的发展现状基础上,提出了高超音速巡航飞行器的概念设计,对滑跃式高超音速巡航飞行器总体方案提出了设想。选择乘波构型建立了滑跃式高超音速巡航飞行器的气动布局,采用Euler方程数值解法Dahlem-Buck公式和切楔法对气动布局的亚、跨、超、高超音速气动特性进行了计算分析。由结果可见,建立的气动布局可满足总体方案设想中飞行任务要求。对滑跃式高超音速巡航飞行器的动力技术进行了初步研究,分析了采用火箭基组合循环发动机(RBCC)方案所需的燃料消耗。由初步分析计算结果可见,对于Ma≈10的滑跃式高超音速巡航飞行器,采用RBCC作为推进系统,可满足总体方案的技术要求。 展开更多

关键词 滑跃式 高超音速巡航飞行器 气动布局 动力技术 火箭基组合循环发动机

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基于并联协作混合遗传算法的高超声速巡航飞行器一体化优化设计研究 被引量：6

8

作者 罗世彬 罗文彩 王振国 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期28-34,共7页

遗传算法能以很高的概率找到全局最优解 ,不需要目标函数和约束条件的梯度信息 ,适合于工程优化设计。为增强遗传算法的局部搜索能力 ,提出了一种新的融合模式搜索方法和 Powell方法的并联协作混合遗传算法。研究超燃冲压发动机为动力... 遗传算法能以很高的概率找到全局最优解 ,不需要目标函数和约束条件的梯度信息 ,适合于工程优化设计。为增强遗传算法的局部搜索能力 ,提出了一种新的融合模式搜索方法和 Powell方法的并联协作混合遗传算法。研究超燃冲压发动机为动力的高超声速巡航飞行器的一体化优化设计 ,系统分析了机身和超燃冲压发动机设计参数对飞行器总体性能的影响。通过建立高超声速巡航飞行器质量模型、气动力估算模型、气动热估算模型、超燃冲压发动机性能分析模型、控制模型和弹道分析模型 ,在满足参考任务要求的前题下 ,以飞行器起飞质量为目标函数 ,将并联协作混合遗传算法应用于最优总体方案和超燃冲压发动机方案一体化设计 ,完成了 6设计变量的全局优化计算。算例表明 ,本文建立的一体化设计模型基本正确 ,并联协作混合遗传算法是用于高超声速巡航飞行器一体化优化设计的较好的优化算法。 展开更多

关键词 一体化设计 超燃冲压发动机 高超声速巡航飞行器 并联协作混合遗传算法 优化设计

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基于乘波技术的高超声速巡航飞行器发展趋势与管理模式 被引量：6

9

作者 黄伟 罗世彬 +1 位作者 柳军 王振国 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2009年第4期23-29,39,共8页

高超声速巡航飞行器设计在航空航天领域是一项庞大的系统工程。在对美国HyTech/HySET项目、HyFly项目、Hyper-X项目、X-51A项目以及HiFire项目研究进展进行阐述的基础上,分析了其在高超声速巡航飞行器研制上的组织管理模式,并针对国情,... 高超声速巡航飞行器设计在航空航天领域是一项庞大的系统工程。在对美国HyTech/HySET项目、HyFly项目、Hyper-X项目、X-51A项目以及HiFire项目研究进展进行阐述的基础上,分析了其在高超声速巡航飞行器研制上的组织管理模式,并针对国情,提出了更加有效的方法和措施。 展开更多

关键词 高超声速巡航飞行器 组织管理模式 乘波技术

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RBCC高超声速巡航飞行器轨迹优化与设计 被引量：2

10

作者 郑雄 刘竹生 +2 位作者 杨勇 姚世东 陈洪波 《航天控制》 CSCD 北大核心 2016年第5期21-26,32,共7页

巡航飞行器正向着快速响应、高超声速巡航和强突防的方向发展,火箭基组合循环(Rocket Based Combined Cycle,RBCC)推进系统是此类飞行器的潜在动力。本文以RBCC高超声速巡航飞行器为研究对象,对其飞行任务剖面进行规划与分析,并针对其... 巡航飞行器正向着快速响应、高超声速巡航和强突防的方向发展,火箭基组合循环(Rocket Based Combined Cycle,RBCC)推进系统是此类飞行器的潜在动力。本文以RBCC高超声速巡航飞行器为研究对象,对其飞行任务剖面进行规划与分析,并针对其轨迹优化设计问题,采取分段求解的思路:分别建立飞行器爬升段和巡航段轨迹设计数学模型,在此基础上,应用粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法对爬升段轨迹进行优化设计,而对于巡航段轨迹,则采用数值方法求解,两段轨迹求解过程中均考虑飞行动压、过载的约束以及控制变量的取值范围限制。仿真结果表明,所得到的轨迹满足飞行任务剖面需求及动压、过载等约束,验证了所用方法的有效性。 展开更多

关键词 RBCC 高超声速巡航飞行器 粒子群优化算法 轨迹优化

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高超声速巡航飞行器机身多目标优化设计 被引量：3

11

作者 车竞 唐硕 何开锋 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期55-60,共6页

类乘波体构型是高超声速巡航飞行器的重要气动布局之一。对这类构型的机体进行多目标优化设计能极大地提高飞行器的总体性能。本文采用多目标混合遗传算法,通过两种优化策略,实现了类乘波体高超声速巡航飞行器机身的总体性能多目标优化... 类乘波体构型是高超声速巡航飞行器的重要气动布局之一。对这类构型的机体进行多目标优化设计能极大地提高飞行器的总体性能。本文采用多目标混合遗传算法,通过两种优化策略,实现了类乘波体高超声速巡航飞行器机身的总体性能多目标优化设计,考虑的性能指标包括机身气动升阻特性、推阻特性、配平特性、雷达隐身特性、机身容积以及驻点温度等等。优化设计得到了Pareto最优前沿面,获得了比基本构型飞行器总体性能更优的构型方案。通过对优化结果的分析,指出机体/推进一体化设计的不足和进行总体性能多目标优化设计的必要性,给出一个最优布局构型,并进行了气动力风洞实验,验证了最优布局的气动特性。 展开更多

关键词 高超声速巡航飞行器 多目标优化 多目标混合遗传算法 机体/推进一体化 雷达散射截面

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噪声试验技术在高超声速巡航飞行器研制中的应用前景 被引量：7

12

作者 张卫红 冯秉初 呙道军 《强度与环境》 2011年第1期31-35,共5页

针对高超声速巡航飞行器的特点,重点对高超声速巡航飞行器特有的声载荷环境下需进行的几项典型噪声试验技术进行阐述,包括试验目的、试验条件和试验方法等。同时列举了各项试验技术在产品研制中的应用实例,概述了相关试验技术在高超声... 针对高超声速巡航飞行器的特点,重点对高超声速巡航飞行器特有的声载荷环境下需进行的几项典型噪声试验技术进行阐述,包括试验目的、试验条件和试验方法等。同时列举了各项试验技术在产品研制中的应用实例,概述了相关试验技术在高超声速巡航飞行器研制中的应用前景。 展开更多

关键词 高超声速巡航飞行器 噪声试验 振动

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高超声速巡航飞行器纵向气动特性分析 被引量：3

13

作者 邢永刚 唐硕 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2011年第2期112-114,共3页

吸气式高超声速巡航飞行器机身/发动机一体化特性使得气动-推进系统之间存在强的耦合作用,这种耦合影响着飞行器气动性能、稳定性和控制。针对耦合对飞行器特性的影响,建立了机身-发动机一体化模型,并进行了气动-推进界面划分。在此基础... 吸气式高超声速巡航飞行器机身/发动机一体化特性使得气动-推进系统之间存在强的耦合作用,这种耦合影响着飞行器气动性能、稳定性和控制。针对耦合对飞行器特性的影响,建立了机身-发动机一体化模型,并进行了气动-推进界面划分。在此基础上,分别计算了高超声速巡航飞行器在进气道打开,发动机不工作以及进气道打开,发动机工作两种状态下的纵向气动特性。仿真结果揭示了高超声速巡航飞行器气动-推进系统之间的耦合以及耦合作用对飞行器气动性能、稳定性的影响。 展开更多

关键词 高超声速巡航飞行器 气动-推进界面 气动特性

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巡航飞行器惯性/地磁组合导航方法的误差(英文) 被引量：1

14

作者 施桂国 周军 葛致磊 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期70-75,共6页

地磁辅助导航是组合导航技术的新方向,而导航误差的研究是分析惯性/地磁组合导航性能的重要内容之一。以等高或近似等高飞行的巡航飞行器为应用对象,建立了惯性/地磁组合导航系统的卡尔曼滤波器;通过仿真结果并结合理论分析重点讨论了... 地磁辅助导航是组合导航技术的新方向,而导航误差的研究是分析惯性/地磁组合导航性能的重要内容之一。以等高或近似等高飞行的巡航飞行器为应用对象,建立了惯性/地磁组合导航系统的卡尔曼滤波器;通过仿真结果并结合理论分析重点讨论了校正方式、惯性器件测量精度、地磁场特征与磁测误差、基准图的网格间距、滤波周期、初始位置与初始速度误差等各种因素对位置和速度等导航误差的影响。 展开更多

关键词 惯性/地磁组合导航 导航误差 巡航飞行器 卡尔曼滤波

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高超声速巡航飞行器中制导研究 被引量：1

15

作者 李惠峰 陈金栋 李娜英 《现代防御技术》 北大核心 2006年第6期61-65,共5页

通过分析目前应用较为普遍的几种组合导航方式,针对高超声速巡航飞行器,提出了采用捷联惯性导航系统(SINS)/GPS/天文导航系统(CNS)组合导航作为其中段制导方案,并利用四元数法进行捷联惯性导航计算,运用联邦滤波方法对组合导航进行了仿... 通过分析目前应用较为普遍的几种组合导航方式,针对高超声速巡航飞行器,提出了采用捷联惯性导航系统(SINS)/GPS/天文导航系统(CNS)组合导航作为其中段制导方案,并利用四元数法进行捷联惯性导航计算,运用联邦滤波方法对组合导航进行了仿真,仿真结果表明该方案行之有效。 展开更多

关键词 高超声速巡航飞行器 组合式导航 中制导 联邦滤波

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离心力和滑翔距离对于高超声速巡航飞行性能的影响 被引量：2

16

作者 樊菁 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期249-254,共6页

高超声速巡航飞行器(HCV)是21世纪国际空天技术竞争的焦点,它的飞行性能可以用初始发射质量与广义有效载荷之比衡量.文献[1]建立了该性能的耦合分析框架.在这个框架下进一步考虑了离心力和滑翔距离两个重要因素的影响.定量分析表明:给... 高超声速巡航飞行器(HCV)是21世纪国际空天技术竞争的焦点,它的飞行性能可以用初始发射质量与广义有效载荷之比衡量.文献[1]建立了该性能的耦合分析框架.在这个框架下进一步考虑了离心力和滑翔距离两个重要因素的影响.定量分析表明:给定飞行距离,对HCV飞行性能影响最大的是巡航速度,其次是升阻比,再次是巡航发动机比冲.随着飞行距离的增加,由于离心力和滑翔距离的计入,火箭动力HCV的飞行性能大幅提高,从近中程到远程均显著优于经典的最小能量弹道.吸气式冲压发动机尽管比冲大幅优于火箭发动机,但在巡航速度适用范围和飞行器升阻比方面,均不及后者.综合而言,火箭动力HCV是现阶段非常有竞争力的选择. 展开更多

关键词 高超声速巡航飞行器 飞行性能 最佳巡航速度 离心力 滑翔距离

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基于弹道制导一体化的巡航飞行器末制导方案研究

17

作者 穆育强 王丹晔 +2 位作者 孙晓松 黄兴李 陈新民 《航天控制》 CSCD 北大核心 2012年第2期7-10,21,共5页

以巡航飞行器为对象,重点研究高精度末制导方案。考虑到超声速飞行器制导设计与弹道设计及单机指标确定之间的紧密耦合关系,进行弹道制导一体化设计,提出弹道设计的关键点要求及导引头开机方案和要求,并通过控制系统六自由度仿真试验验... 以巡航飞行器为对象,重点研究高精度末制导方案。考虑到超声速飞行器制导设计与弹道设计及单机指标确定之间的紧密耦合关系,进行弹道制导一体化设计,提出弹道设计的关键点要求及导引头开机方案和要求,并通过控制系统六自由度仿真试验验证方案设计的有效性,为后续工程研制奠定了理论基础。 展开更多

关键词 末制导 弹道 方案 巡航飞行器

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美国高超声速巡航飞行器研发进展 被引量：5

18

作者 战培国 赵昕 《航空科学技术》 2010年第1期5-8,共4页

本文介绍了美国为研制高超声速巡航飞行器而开展的"猎鹰"计划的最新进展,探讨了实现高超声速巡航所需演示验证的关键技术,阐述了基于涡轮喷气的组合循环推进技术的概念和试验研究情况。

关键词 高超声速巡航飞行器:高超声速技术飞行器 基于涡轮喷气的组合循环推进

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大空域变轨巡航飞行器变结构控制律研究(英文)

19

作者 马洪忠 马广富 史莹晶 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期198-204,共7页

针对超声速大空域变轨巡航飞行器在变轨过程中出现的系统矩阵摄动问题,给出了具有较强鲁棒性的变结构控制律。通过合理选取滑模面,使得设计的变结构控制律对由于飞行空域变化造成的系统矩阵的摄动具有不变性,从而保证了控制律的鲁棒性... 针对超声速大空域变轨巡航飞行器在变轨过程中出现的系统矩阵摄动问题,给出了具有较强鲁棒性的变结构控制律。通过合理选取滑模面,使得设计的变结构控制律对由于飞行空域变化造成的系统矩阵的摄动具有不变性,从而保证了控制律的鲁棒性。通过对系统相平面的分析及李亚普诺夫理论证明了闭环系统的稳定性。利用饱和函数来近似符号函数,对变结构控制律的抖振现象进行消除。最后给出了数学仿真校验,结果表明所设计的变结构控制律具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 巡航飞行器 大空域变轨 变结构控制 鲁棒性

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RBCC巡航飞行器气动耦合特性数值分析

20

作者 王厚庆 何国强 刘佩进 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2007年第3期190-192,198,共4页

以火箭基组合循环(RBCC)发动机为动力的高超声速巡航飞行器的气动力、推进系统、结构之间存在很强的耦合作用,文中基于二维无粘可压缩流理论和单步有限化学反应模型对此飞行器在巡航状态进行了一体化数值计算以分析这种耦合特性。考虑... 以火箭基组合循环(RBCC)发动机为动力的高超声速巡航飞行器的气动力、推进系统、结构之间存在很强的耦合作用,文中基于二维无粘可压缩流理论和单步有限化学反应模型对此飞行器在巡航状态进行了一体化数值计算以分析这种耦合特性。考虑了不同飞行攻角、不同燃料流率下气动参数,包括升力系数、阻力系数和俯仰力矩系数的变化规律。结果显示,增加飞行攻角,可以提高飞行器升力,同时阻力也相应提高,但升阻比是先快速增加,然后逐渐达到某一最大值,俯仰力矩随飞行攻角的增大而减小;增加发动机的燃料流率,飞行器升力将相应提高,而阻力基本没有变化,升阻比提高,而俯仰力矩降低。 展开更多

关键词 巡航飞行器 气动参数 耦合特性

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