滑膛尾翼弹飞行弹道上升段气动力研究

摘要

在弹箭设计和靶场试验中，都需要对弹箭的外弹道气动力特性进行快速测算，对某型号滑膛尾翼弹飞行弹道上升段气动力进行研究，应用FLUENT和MATLAB软件联合对问题进行求解。
　　首先，对气动力参数进行计算。滑膛尾翼弹在外弹道飞行时，会以不同速度和不同姿态运动。采用部件组合法进行了工程算法的研究与计算，具体分析了其零升阻力系数和升力系数。应用FLUENT软件建立滑膛尾翼弹外流场模型，分析了在亚、跨、超音速时外流场空气的流动特性；对全外弹道的气动力和力矩进行解算，得到了气动力、气动力系数以及气动力矩系数的特性及变化规律；对稳定储备量进行计算，保持在12％~20%之间，具有较好的飞行稳定性。
　　其次，进行外弹道的解算。介绍外弹道学中常用的坐标系及它们之间的转换关系。建立直角坐标系下的质心运动方程，对零升阻力系数进行拟合，应用MATLAN中的Simulink模块建立模型，给定初始条件对方程进行求解，得到了弹丸的运动轨迹及弹道倾角的变化。将滑膛尾翼弹看做刚体，分析在飞行过程中所受的力和力矩，选择合适的坐标系进行分解，建立刚体弹道方程，对FLUENT软件得到的各项气动力参数进行拟合，采用分块建模的思想，建立了仿真模型，通过对刚体弹道方程的求解得到了运动轨迹、速度变化曲线及各个方位角的变化规律。
　　最后，设计并进行了滑膛尾翼弹速度测试试验，通过试验获得了初速以及飞行弹道上升段典型位置的速度，对比仿真得到的数据，其误差不超过5%，证明了模型的准确性。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 滑膛尾翼弹介绍

1.4 主要研究内容

第2章 滑膛尾翼弹气动力工程计算方法

2.1 零升阻力系数计算

2.2 升力系数计算

2.3 计算结果

2.4 本章小结

第3章 滑膛尾翼弹外流场仿真分析

3.1 FLUENT软件介绍

3.2流场控制方程

3.3 外流场建模

3.4 外流场分析

3.5 本章小结

第4章 滑膛尾翼弹外弹道气动力计算

4.1 阻力和阻力系数

4.2 升力和升力系数

4.3 静力矩系数和稳定储备量

4.4 尾翼导转力矩系数

4.5 极阻尼力矩系数

4.6 本章小结

第5章 滑膛尾翼弹外弹道仿真

5.1 坐标系及坐标变换

5.2质心运动仿真

5.3 刚体弹道仿真

5.4 本章小结

第6章 滑膛尾翼弹速度测试试验

6.1 试验设计

6.2 试验结果

6.3 仿真结果

6.4 试验结果与仿真结果对比分析

6.5 本章小结

结论

工作总结

研究结论

参考文献

攻读硕士论文期间发表的论文和获取的科研成果

致谢