结构损伤对飞行器气动特性影响研究

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1、结构损伤对飞行器气动特性影响研究杨睿光2015年12月中图分类号：V211.3UDC分类号：629.7结构损伤对飞行器气动特性影响研究作者姓名杨睿光学院名称宇航学院指导教师梅跃松讲师答辩委员会主席许承东教授申请学位工学硕士学科专业航空宇航科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年12月StudyofInfluenceofStructuralDamageonAerodynamicCharacteristicsofAircraftCandidateName：YangRuiguangSchoolorDepartment:SchoolofAerospaceEngineeringFacu

2、ltyMentor:Lecturer.MeiYuesongChair,ThesisCommittee：Prof.XuChengdongDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：AerospaceScienceandtechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：12,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京

3、理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：摘要飞行器在飞行过程中受力环境复杂，同时存在各种不确定因素，在极端情况下会出现结构部件的损伤或失效。当飞行器结构受损后，其气动特性、动力学特性以及弹道特性均会发生较大变化。本文主要研究内容如下：首先，调研国内外飞行器结构损伤科研成果的最新进展，对飞行器结构损伤的研究方向和研究方法进行初步了解。其次，使用导弹DATCOM对所选弹型进行初步估算，并使用FLUENT软件对各种损伤模型进行了数值模拟，计算了在出现的不同的结构损伤情况下，飞行

4、器气动参数的变化。最后运用计算结果分析不同损伤形式和损伤程度对飞行器气动特性和弹道特性的影响。最终得出如下结论：尾翼上的损伤对升力系数的影响会随攻角的增大而增大，低马赫数下损伤对升力系数的影响较小；损伤对阻力系数的影响一般主要取决于损伤后模型在速度方向投影的大小，投影面增大则阻力系数增大，投影面减小则阻力系数减小；对于上下不对称的模型，在正攻角情况下，能够使升力提高的损伤方向对气动参数的影响要大于使升力降低的损伤方向的影响；损伤对无控弹道的影响主要取决于损伤后模型的平衡攻角，偏离0度越多则其无控弹道的偏差越大；当损伤在俯仰和偏航方向都产生了额外的力和力矩时，无控弹道会在这些力和力矩的作用下产

5、生圆锥运动，但在损伤较小时系统仍处于稳定状态。关键词：飞行器；结构损伤；FLUENT；气动特性IAbstractThestressenvironmentofflyingaircraftisverycomplex.Variousuncertainfactorsexist.Sometimesoreventworth,therewillbeastructurecomponentdamageorfailure.Thentheaerodynamiccharacteristics,dynamiccharacteristicsandballisticcharacteristicsoflargerangec

6、hangewillhappen.Themainstructureofthispaperisshownasfollows:Firstofall,byinvestigatingthedevelopmenthistoryofaircraftstructuredamagedomesticandoverseasinrecentyears,welearntheoverallprinciplesandmethodoftheresearchofaircraftstructuredamage.Then,useFLUENTsoftwaresimulatethemodelsofaircraftstructured

7、amagethatoccurinthedifferentsituationandgetthechangeofaircraftaerodynamiccharacteristics.Analysistheresultsofdifferentformsanddegreeofdamageanddamageeffectsontheaerodynamiccharacteristicsandtrajectorycharac