开裂式阻力方向舵非定常气动特性研究
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摘要
开裂式阻力方向舵是飞翼布局飞行器横航向操纵的主要装置,其大角度偏转会引起复杂流动,非定常效应显著,因此对阻力方向舵非定常气动特性的研究具有重要意义。目前对阻力方向舵的研究多数集中在静态升阻力特性方面,对阻力方向舵动态打开过程等非定常气动特性的研究较少。本文通过求解非定常不可压NS方程,研究了以NACA 0012为翼型的阻力方向舵非定常气动特性。首先模拟了阻力方向舵大偏角情况下的流动情况,得到气动系数随攻角的变化规律,并从压力分布、流场结构等方面对其气动特性进行了分析。然后借助UDF接口,采用C语言编制控制程序,对阻力方向舵打开过程非定常气动特性进行了研究。计算结果表明,给定舵偏角情况下,阻力方向舵前缘失速前平均阻力系数受攻角影响较小,前缘失速后平均阻力系数突然增加。阻力方向舵平均升力系数受舵偏角的影响较小,前缘失速前仍保持线性增加,但大攻角情况下会发生突然失速。阻力方向舵打开过程中,阻力系数随舵偏角的增加逐渐增大,升力系数则出现小振幅波动。当舵面打开速率大于2.3rad/s时,阻力系数会出现停止增加,甚至减小的现象。这是由于舵面立即停止运动时,背风区涡继续扩大,挤压背风区,使得舵面前后压差减小。
引文