双喉道喷管与飞翼布局无人机气动数值研究

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1、第44卷第l期2014年1月航空计算技术AeronauticalComputing7rech血queV01．44No．1JarI．2014双喉道喷管与飞翼布局无人机气动数值研究母鸿瑞，杨青真，邓雪姣，金大鑫．(西北工业大学动力与能源学院，陕西西安710072)摘要：利用超椭圆方法，设计了双喉道射流矢量喷管的气动外形，并采用S—A湍流模型数值研究了次主流压比、次流方向及喷管外形参数对其气动特性的影响。研究表明，当确定次主流压比sPR=3时，可依次确定该型喷管外形参数分别为空腔长度z=3Jl，空腔扩张角玩=109，空艟收敛角绣

2、=300，二次流注入角盘=1209时，矢量喷管的气动特性最优。将设计的气动最优喷管与飞翼布局无人机后体进行一体化设计，数值模拟了喷管对飞翼布局无人机升阻特性的影响，结果表明，双喉道射流矢量喷管能够很好地运用于飞翼布局无人机。关键词：双喉道；矢量喷管；外形参数；气动特挫；数值模拟；升阻特性中图分类号：V21l文献标识码：A文章编号：1671．654x(2014)01—0090．04R蚂e踟．chonDualThmatFllIidicThn坞tVectoringNozzleandFl妒ng、VingLay们lUAVMUHong

3、—mi，YANGQing-zhen，DENGXue—jiao，儿NDa-xin(．泐捌旷％删‘口耐腑影，ⅣD厅厅讹s捃m％枷砒n洫Z‰彘啪毋，瓜’口n710072，仍眺)A蜘ct：B船eonthehyperellipticmethod，tlledynamiccontourofadualthmatnuidicthnlstVectoringnozzlewasdesigned，andthenumericalresearchonthee珏．ectsecondⅡuidpressureratio，thesecondaryfluidin

4、jectdirectionandt}legeome晡cparameterstotheaerodynamiccharactedsticswascarriedouta—doptingtheS-Aturbulencemodel．Theresultsshowthattheoptimalaemdynamicperfo珊anceisobtainedattlleconditionwheresecondnuidpressuremtioSPR=3，thecavit)rlengtllf=3^，cavityexp锄sionangle81=10。

5、，cavityconveIgenceangle日2=30。andthesecondaIynowinjectionangiel卫=120。．Onthisba—sis，theaemdynamicoptimumnozzlewasselectedfortheintegmtiondesignwiththeafterbodyofall—wingaircr出layoutUAV，蛐dnumericalsimulationofthenozzle’sinnuenceont}leall—wingaircrmlayoutUAVlift—t0一dm

6、gcha豫cteristicswasca力dedout．Theresultsshowt}latthedualthroatjetVectorednozzlecaIlbeweu印pliedtotheflyingwing1ayoutUAV．Keywords：dualthroat；vectoringnozzle；contourparameter；舱rodynaIIlicch眦cteristic；numedcalsimu-lation；lift．to．d瑚lgch挪阻cteristic引言飞行器排气系统排出的尾喷流会对飞行器的外部扰

7、流产生干扰，从而改变飞行器的气动特性u。3J。未来的空战环境将对飞机提出更高的要求，而第四代战斗机的超声速巡航能力、短距离起降能力、过失速机动能力和隐身能力都与矢量技术密切相关，推力矢量技术更是第四代战斗机的必备技术¨J。二元喷管矢量推力技术是新一代战斗机中的一个关键技术，结合先进的气动布局，有效提高战斗机的机动、升力、巡航、有效载荷和隐身性能等。因此，开展矢量推进技术的研究，对我国研制新一代战机具有重要意义。目前引人关注的F一35、SU一37都是采用了矢量喷管，我国的J20也采用了轴对称矢量喷管。射流矢量技术是矢量技术的

8、一种，是在喷管的适当位置开孔或者是开缝，通过在喷管内加入不对称射流，使喉道偏转，从而改变喷管出口的主流方向Kj。射流矢量喷管控制方案分为激波矢量控制法、喉道偏斜法、反向流推力矢量控制。据NASA兰利研究中心研究结果显示：喉道偏斜法在射流矢量技术中具有最好的推力性能，而且很有希望在不损失推力系数的情况下在