翼安装角对单翼末敏弹扫描特性的影响规律*(2)
4翼安装角对扫描特性的影响
编制计算机程序,采用Runge-Kutta法数值积分上述用四元数改进的动力学模型,以某一单翼末敏弹系统(圆柱形弹体质量5.0 kg,单侧翼长0.25 m、宽0.12 m,翼端重物质量0.20 kg,单翼初始安装角λ0=50°,μ0=28°,ρ0=0°)为例,在其它参数均不变的情况下,仅改变翼的某一个安装角进行计算。
4.1角λ0对扫描特性的影响
不同λ0时的扫描参数如表1所示。
表1 不同λ0角时的扫描参数λ0/(°)扫描角/(°)扫描频率/(r·s-1)下降速度/(m·s-1)扫描间距/.08.2003..5222..08.5401..7665...032...3901..030...5001..028...5411..026.....3630..021...1820..018...0560..015...2180..012...1920...3730.210
图4λ0较小时的飞行姿态
图5λ0较大时的飞行姿态
通过分析数值仿真计算结果可以看出,对其它结构参数均固定的某一单翼末敏弹来说,安装角λ0决定其在空中的整体飞行姿态:当λ0较小时,翼后掠幅度较大,翼端重物的质心距圆柱形弹体的弹轴较近,其偏心作用不突出,发挥不出“翅果型”减速装置(samara-type decelerator)[13-15]中翼端重物与圆柱形主弹体间的“跷跷板”效应,因此整个末敏弹的飞行姿态与翼端不安装重物时基本一致,如图4所示;反之,当λ0较大时,翼后掠幅度较小,翼端重物的质心距圆柱形弹体的弹轴较远,其偏心作用强,导致翼端重物与圆柱形主弹体之间出现“翅果型”减速装置中所期望的“跷跷板”效应,圆柱形主弹体被翼端重物“压偏”,即整个末敏弹的飞行姿态如图5示。显然,图5所示姿态的扫描角比图4要大很多。表中从λ0=35°到λ0=40°,扫描参数有一个显著突变,对应的就是这两种姿态的转换过程。这说明,对其它结构参数均固定的某一特种弹箭来说,必须要根据其对扫描角的具体要求,合理设计λ0角的取值范围。而对末敏弹来说,为确保地面扫描区域足够大,末敏弹的扫描角一般都比较大,通常至少要求在25°以上,因此单翼末敏弹的λ0角一般都设计得比较大。从表1中可以看出,在这个范围内,稳态扫描角和扫描间距随角λ0的增大而减小,而扫描频率和下降速度随角λ0的增大而上升。
4.2角μ0对扫描特性的影响
表2给出了不同μ0角对应的稳态扫描角、扫描频率、下降速度和扫描间距。
表2 不同μ0角时的扫描参数μ0/(°)扫描角/(°)扫描频率/(r·s-1)下降速度/(m·s-1)扫描间距/.1630..011...2761..016...8631..020...9821..024...4041..026...1951..028...1401..029...9821..030...5001..030...5231..027...2410...
从表中可以看出,稳态扫描角随角μ0的增大而增大,下降速度随角μ0的增大而下降,扫描频率和扫描间距随角μ0的增大先增加后减小。μ0=33°以后,经计算可知,扫描参数出现突变,经考察其他运动参数可知,此时弹体运动已不再稳定,在空中出现杂乱无章的翻滚。这说明,在特定参数组合下,μ0是有一定取值范围限制的。
4.3角ρ0对扫描特性的影响
表3给出了不同ρ0角对应的稳态扫描角、扫描频率、下降速度和扫描间距。
表3 不同ρ0角时的扫描参数ρ0/(°)扫描角/(°)扫描频率/(r·s-1)下降速度/(m·s-1)扫描间距/....................0781.178
如前述,ρ0=0表示翼面安装成与弹体的某一纵截面垂直,这是常见的安装方式,由表3中可见,此时扫描角最大。当将翼面安装成不与纵截面垂直时,又有两种方式:一种是安装角ρ0<0,对应翼面沿翼根部向上弯折的情况;反之ρ0>0,对应翼面沿翼根部向下弯折的情况。从表3中不难看出,从ρ0=0开始,不管向上弯折还是向下弯折,稳态扫描角均随弯折角|ρ0|的增大而减小;而在安装角ρ0由负转正的过程中,下降速度一直单调减小,扫描间距则先增大再减小;角ρ0变化时扫描频率变化很小或基本不变,说明扫描频率对ρ0不敏感。
5结论
通过上述仿真计算可以看到,弹翼在弹体上的3个安装角对单翼末敏弹的扫描角、扫描频率、下降速度和扫描间距有很大影响。在末敏弹的结构设计中,可以通过调整安装角实现特定的稳态扫描规律,以满足其战术技术性能指标要求。
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文章来源:《飞行力学》 网址: http://www.fxlxzz.cn/qikandaodu/2021/0205/332.html
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