[发明专利]高马赫数下内埋弹舱扰流板高度建模及流动控制方法

说明书

本发明提供了一种高马赫数下内埋弹舱流动控制方法，基于流场仿真获得载机不同飞行速度下扰流板高度对应的激波面位置和弹体俯仰力矩；构建扰流板高度d与俯仰力矩M_y和马赫数Ma的模型；载机根据飞行速度、俯仰力矩的大小控制扰流板高度，实现高马赫数下内埋弹舱流动控制。本发明能够精确获取临近空间载机平台在一定速度范围内内埋武器投放的最优扰流板高度，从而改善临近空间载机平台在实际飞行与作战过程中的内埋武器投放流场。

技术领域

本发明涉及高速飞行器技术领域，具体涉及一种应用于临近空间载机平台的内埋弹舱扰流板高度建模及流动控制方法。

背景技术

临近空间载机平台的发展趋势表明，隐身化、无人化、高速化将是飞行器发展的重要目标。同时，临近空间载机平台的作战任务将逐步由侦察拓展至打击任务，以发挥其高空高速飞行特性带来的突防优势与打击增能优势。在此背景下，采用内埋式武器投放方案可降低气动阻力与飞行器RCS，同时避免长时间气动加热对机载武器的影响，是临近空间载机平台实现侦察/打击多任务一体化的必然途径。高速内埋武器投放虽然具备上述优点，但也引发了大量气动、结构与控制问题。对于内埋武器而言，载机需在尽可能宽的包线范围内实现内埋武器的可靠、安全分离。然而内埋武器在高速分离过程中，机头与舱门等部位产生的激波相互干扰、弹舱内扰流与弹舱开口剪切层的相互作用以及内埋武器机器挂架对弹舱内流动的干扰等因素使得舱内流场情况十分复杂，从而导致内埋武器在分离过程当中产生俯仰、滚转等不利姿态，影响武器出舱过程稳定与出舱后的可控特性。同时，在窄小弹舱内部的不利位移可能导致接触弹舱侧壁或舱门,从而危及载机安全，导致分离失败。

传统流动控制方法仅针对固定的内埋武器投放状态开展研究，对应结果仅适用于特定投放状态。然而临近空间载机平台在实际飞行过程中往往处于一定速域范围内，对应的内埋武器投放状态并不是固定状态而呈现一定随机性。尤其是在机动作战过程中，上述内埋武器投放状态的随机性更加突出，传统流动控制方法难以适用。

发明内容

本发明需解决的技术问题是提供一种适用于随机投放状态下的高马赫数下内埋弹舱扰流板高度建模及流动控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种高马赫数下内埋弹舱扰流板高度建模方法，采取技术方案如下：

基于流场仿真获得载机不同飞行速度下扰流板高度对应的激波面位置和弹体俯仰力矩；基于获得的仿真数据，构建扰流板高度d与俯仰力矩系数M_y和马赫数Ma的多项式函数关系式如下：

式中的系数，根据不同速度范围确定。

当载机飞行速度范围为Ma3.3-Ma3.7时，所述扰流板高度d与俯仰力矩系数M_y和马赫数Ma的多项式函数关系式中的系数如下表所示。

扰流板高度与俯仰力矩系数和马赫数的多项式函数关系式系数