作战飞机的气动布局

气动布局是指飞机的各翼面,如主翼、尾翼等是如何放置的,气动布局主要决定飞机的机动性,至于发动机、座舱以及武器等放在哪里的问题,则笼统地称为飞机的总体布局。 飞机的设计任务不同,机动性要求也不一样,这必然导致气动布局形态各异。现代作战飞机的气动布局有很多种,主要有常规布局、无尾布局、鸭式布局、三翼面布局和飞翼布局等。这些布局都有各自的特殊性及优缺点。     

航母舰载机(下)

航母舰载机的分类航母舰载机有多种分类方法。按推进方式可分为螺旋桨飞机和喷气式飞机;按飞行速度可分为亚音速飞机和超音速飞机;按气动布局可分为常规气动布局和鸭式气动布局(后者如法国的“阵风”M和俄罗斯的苏-33),以及固定后掠角机翼和     

形形色色的非常规布局飞行器

在新的世纪里,一些外形奇特、性能先进的飞行器将展现在世人面前。它们通过改变传统的飞机气动布局来实现特定性能,不属于新概念飞机而被称为“非常规布局飞机”。刚性旋翼直升机美国正在研制名为 A160“蜂鸟”(Hummingbird)的无人驾驶直升机。这种隐身侦察直升机的设计指标是:能携带136—227千克有效载荷、持续飞行40     

基于齐默曼布局的微小型无人机气动布局设计研究

齐默曼布局是小展弦比实现大升阻比的优秀气动布局,相比于矩形翼等传统布局非常适合微小型无人飞行器使用。采用综合方法针对齐默曼布局开展小型飞行器的总体设计与气动设计工作,包括以下四个阶段,即通过给定设计目标对无人机任务载荷进行选型;基于翼载、质量和翼型之间相互迭代确定无人机总体参数;结合计算流体力学方法对无人机进行数值模拟,最终获得无人机具体气动参数并指导电子部件与飞控选型;通过工程试制完成样机制造并进行外出试飞实验,验证了齐默曼布局在低雷诺数下的气动优势。研究结果表明,齐默曼布局在微型固定翼无人机应用中展现出良好的表现。据此,本文进一步构建了一套基于齐默曼布局的高性能微小型固定翼飞行器设计方案。     

旋转导弹的气动布局与旋转效应

本文在对导弹的各种气动布局进行综合分析的基础上,结合导弹气动布局的发展趋势与旋转导弹研制使用中的特点指出,鸭式布局的旋转导弹是一种很有竞争能力、生存能力的导弹,特别是对于中小型,低空、超低空,末端寻的导弹更有其独特的优越性。对旋转导弹气动布局设计,静、动稳定性设计,马格努斯效应的产生机理和影响因素,气动力试验中的难点和应考虑的问题等作了较全面的分析;提出了旋转效应对导弹气动特性的影响,马格努斯力和力矩随攻角和转速的变化规律,在旋转导弹设计计算中使用的一些方法和方法的应用范围,以及旋转导弹与非旋转导弹流场之间差异。指出在非旋转导弹设计计算中惯用的概念、术语应用于旋转导弹时,应根据旋转导弹的特性作相应的修改。     

滑翔增程炮弹的气动布局与外形参数优化设计分析

为提高滑翔增程炮弹的滑翔距离,要对滑翔增程炮弹的气动布局和外形参数进行优化设计.研究了滑翔增程炮弹的总体气动布局方案,以全弹的升阻比为优化目标函数,建立了滑翔增程炮弹的气动外形参数优化设计方法.仿真结果表明,采用该方法确定的气动外形参数,有利于滑翔增程炮弹稳定性适当,操纵性良好,稳定性与操纵性、舵偏角与平衡攻角匹配较好.研究结果为滑翔增程炮弹的气动布局和外形参数设计提供了理论依据.     

面向未来的新概念飞行器

新概念飞机是指尚处于研制或探索中的一类飞行器。与传统飞行器相比,在飞行原理和气动布局上有显著的不同,表现出鲜明的创新性、高效性(作战效能或经济效率)和时代性。需求牵引和技术推动是新概念飞机不断出现的“推进器”——替代能源是人们期待解决的主题,先进技术则为梦想的实现提供了基石。下面将要介绍的新概念飞机在一定程度上代表了未来飞行器的发展方向,其中不包括一些非常规布局飞机。无污染的“氢燃料”飞机     

高马赫数临近空间无人机气动布局设计分析

以高马赫数临近空间无人机概念方案设计为背景,研究高马赫数无人机气动布局设计问题。为提高气动布局设计的效率,开发了气动外形设计和分析的工具,包括参数化几何建模程序、网格自动生成程序、自动化流场计算程序和结果分析程序。针对高马赫数无人机总体设计要求,提出一种翼身融合的双后掠气动布局方案,翼型为菱形,尾翼构型为V型。为了满足进气道进口流量捕获面积的要求,机体前缘设计成拱形前缘。应用数值分析方法分析展弦比和上反角对升阻比的影响,优选出合适的展弦比和下反角,形成了最终的气动布局方案。流场特性分析结果证实了最终的气动布局方案的合理性。     

首次露面的“鹈鹕鸟”超级运输机

2002年11月,波音公司揭开了其新型的“鹈鹕鸟”超级运输机的神秘面纱。该型飞机是波音设计的军民两用型超级运输机,“鹈鹕鸟”可贴海平面飞行,载重可达2700吨。这是一种前所未有的飞机,它在载重能力和飞机气动设计方面都比以前有了突破性进展。     

孵化“翔凤”的幕后英雄——中航工业第一飞机设计研究院ARJ21研制纪事

2008年11月28日,上海的晴空,见证了ARJ21-700飞机完美飞行的61分钟。此刻,远在西安的中航工业第一飞机设计研究院全体员工同样沉浸在新支线飞机遨游祖国蓝天、首飞圆满成功的喜悦之中。各大媒体披露：“ARJ21飞机项目在总体技术、气动布局、系统综合等方面攻克了一大批关键技术,使我国民用飞机在基础比较薄弱、投入又不太多的情况下，掌握了一批核心关键技术。”在这架承载着中华民族强国梦想的天之骄子从立项到首飞的6年征程中，镌亥着一飞院人太多刻骨铭心的艰难跋涉。     

飞机为何流行保形油箱

为了使飞机能飞得更远、更陕、更灵活、更隐形,飞机设计师们可费尽了心思。最早采用的办法是在机体的特定挂钩上为飞机安装可投放的光滑流线型副油箱。其优点是:一方面可以极大地增加飞机燃油贮存总量,另一方面,当副油箱内燃油耗完后根据需要可以在飞行中投放,以减轻飞机负载。其缺点也较多:一是副油箱改变了飞机的原始气动布局,极大地增加了飞行阻力;二是副油箱作为外挂物体,对飞机的雷达反射面积也有较大的扩大;三是悬挂在机体下方的副油箱占用了武器挂载     

基于CFD方法的典型防空导弹气动反设计研究

建立了基于计算流体动力学(CFD)的防空导弹气动反设计方法,对世界几种典型防空导弹气动外形进行了反设计研究,计算了气动特性参数,进一步通过综合对比,剖析了气动布局以及气动外形的主要特点,最后给出了总结和启示,可作为工程设计的有益参考。     

高空长航时太阳能飞机研究进展与技术挑战

高空长航时太阳能飞机是当前的前沿热点方向,可实现月量级的长期驻空,并形成“时间持久+区域保持”的新型应用能力。系统总结了高空长航时太阳能飞机三阶段发展历程,包括初期探索阶段、快速发展阶段、实用能力验证与应用示范阶段,重点阐述国外典型发展计划,深入分析气动布局设计、储能电池、高空推进、大尺度结构、飞行控制等面临的主要技术挑战,并提出重点攻关方向建议,为高空长航时太阳能飞机创新发展提供参考。     

基于乘波概念的防空导弹气动布局及外形优化

尝试将乘波体前缘设计应用到高超声速防空导弹气动布局研究中,设计出了由具有乘波体前缘的翼面和椭圆截面弹身组成的上下面对称飞行器.同时,发展了基于代理模型的参数化优化设计流程,应用于弹身外形的优化,飞行器升阻比得到进一步提高.采用数值计算和风洞试验2种手段获取了该飞行器的气动特性.结果表明,该飞行器具有高升力、高升阻比等特点.     

战斗机座舱布局的变革

战斗机座舱是飞行员操纵飞机执行作战飞行任务的核心部位。座舱设计水平不仅反映出飞机的综合技术水平,而且在一定程度上反映出飞机的作战能力,对战斗机作战使命的完成、作战效能的发挥起着重要作用。因此,战斗机座舱历来被视为军用飞机研制水平的重要标志之一。座舱布局设计是一项以飞机的作战任务、战术技术性能和结构设计为依据,充分考虑人的生理、心理诸因素,以充分发挥人-机系统工效的系统工程。在设计中,主要权衡解决有限空间与显控设备布局、安全性、舒适性的矛盾;多通道信息集中与显示控制的矛盾;座舱内视与外视转化的矛盾;以及视距内与视距外转化的矛盾。座舱布局设计与显示控制技术的发展密切相关。机电仪表和电子显示器的出现,使座舱实现了从目视飞行     

两种末制导炮弹控制方式比较分析

比较了"铜斑蛇"和"红土地"两类激光末制导炮弹控制方式,分析了两类末制导炮弹的气动布局、控制方式和旋转稳定方式;通过比较得出了三通道控制方式比旋转双(单)通道控制方式控制效率高,但其控制系统结构相对复杂的特点以及弹丸在设计时所采用的气动布局和在空中的旋转特点与控制方式的选择密切相关的结论.     

基于乘波构形的跨大气层飞行器气动布局

利用乘波构形具有升阻比大的特点,将其作为滑翔跳跃式跨大气层飞行器的基准外形进行研究,提出了乘波构形的设计方法,详细分析了各设计参数对乘波构形的影响,研究了不同马赫数、不同优化目标下得到的乘波体的性能,得到了升阻比大、容积效率高的跨大气层飞行器气动布局,所得结论对跨大气层飞行器气动布局和乘波体外形的研究具有一定的参考价值。     

高超声速飞行器发展战略研究

提出了发展高超声速武器的迫切性 ,分析了当前美、俄两种最新性能导弹PAC Ⅲ ,9M96E的气动布局及操纵控制形式 ,指出这是一种很有创意、能大幅度提高导弹作战性能的设计思想和技术途径。研究了我国在研、预研高超声速导弹对气动技术的需求。     

导弹气动性能对弹体响应特性影响分析

防空导弹具有拦截时间有限、反应时间短的特点,响应快速性对于导弹拦截能力至关重要。国内外导弹总体设计的专著中对响应快速性的研究很多,但均未对其影响因素做系统论证,对于布局形式对响应特性影响未有严谨说法,特别是弹体气动非线性对弹体响应快速性的影响还未见纸端。首先建立弹体响应特性的动力学模型,推导了弹体开环响应传函;随后对影响响应特性的参数进行分析,分别研究了导弹静稳定度、气动布局形式、气动非线性对弹体开环响应特性的影响;最后,通过典型算例对分析结果进行数值仿真。通过分析和仿真结果显示,静稳定度是影响弹体开环响应特性的主要因素,静稳定度越大响应快速性越好,气动布局形式并不能有效提高弹体的开环响应快速性,升力线斜率与气动压心的非线性在一定程度上对弹体开环响应特性的提高是有益的。     

基于飞行仿真的近地告警包线计算

TSO-C151b标准中近地告警包线为通用模型设计,未结合飞机的自身特性。为精确给出飞机过大下降速率告警包线,通过结合飞机自身气动特性和操纵特性,分析告警机理,建立飞机六自由度仿真程序。依据飞机发动机数据、气动力数据、质量特性数据等,建立仿真模型及操作程序,实时模拟飞机各舵面的操作响应过程,以及飞机的运动姿态和飞行轨迹,计算飞机在不同下降速率时拉起的损失高度,设计近地告警包线。实际试飞数据验证了模型设计合理,计算结果准确。同时,将仿真计算得出的告警包线与TSO-C151b对比,给出适用于飞机的近地告警包线使用建议,保证飞机飞行安全。