不同状态下机载导弹发射的绕流特性的研究

摘要

在未来的信息化战斗中，无人机以其整体的综合性能优于载人飞机的特点被广泛应用于侦查敌情，打击目标，定点巡航等军事领域，为了适应战争方式的多样化，无人机的军事能力也不断被提高，其中无人机在进行对目标的攻击中，机载导弹发射可以达到精确打击目标的效果，而导弹发射过程中，载机与导弹的分离情况十分复杂，机弹分离属于多体分离问题。在导弹脱离载机的瞬间，导弹发射对于载机的气动影响十分显著，这一结果严重影响了载机继续飞行的稳定性。通过对无人机导弹发射系统中，导弹对载机在分离时产生的气流扰动的探究，可以有效的控制导弹发射后载机的平稳飞行，并且能提高机载导弹对目标的精确打击能力。
　　研究过程中基于计算流体力学理论，结合了非结构动态网格技术[1]和六自由度弹道运动方程[2]，运用Fluent模拟机一弹分离真实情况。研究中运用CATIA软件建立经过简化的无人机导弹发射模型，由于发射过程中导弹与无人机载机存在相对运动[3]，且考虑到导弹和载机的复杂几何结构，采用了能适用于复杂几何机构体并且能得到较高网格质量的非结构动态网格[3]，其中与机身固联的网格为静态网格系统，与导弹固联的网格为运动网格系统，用Fluent软件对计算的流场域进行初始化，定义流场域类型和边界条件，对载机的飞行参数进行数据监控，设置完成后进行数值模拟，通过模拟的结果分析导弹发射过程的气动干扰情况。
　　通过对无人机导弹发射系统的数值模拟了解到导弹在发射后导弹尾部的喷气流对于载机机翼周围流场影响很大，使得无人机的飞行也产生了相应的变化，并且由于导弹在机翼的挂载位置不同，不同的载机飞行姿态下，导弹喷流对于载机绕流特性产生的影响也有很大的区别。

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1 绪论

1.1研究目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容和研究方法

1.4主要工作

1.5本章总结

2 计算流体力学

2.1计算流体力学的发展

2.2 CFD数值模拟综述

2.2流体力学基本原理

2.3流体力学基本方程

2.3网格系统

2.4边界层与绕流阻力

2.5湍流模型及其控制方程

2.6边界条件与初始条件

2.7有限体积法及离散化

2.8计算流体力学软件

2.9 Fluent软件简介

2.10本章小节

3 导弹发射对载机绕流特性的研究

3.1模型设定以及计算前处理

3.2网格划分与边界设定

3.3不同挂载位置下导弹发射的气流扰动

3.4不同来流下导弹发射模拟

3.5 不同攻角下导弹发射数值模拟

3.6本章小结

4 导弹弹体绕流分析

4.1导弹模型的设定

4.2模拟计算结果

4.3结论

4.4本章总结

5 研究结果与展望

5.1研究结果总结

5.2研究中存在的问题

5.3展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢