氣動熱與發(fā)動機熱耦合對飛行器舵機艙內(nèi)環(huán)境影響研究.pdf

1、隨著導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展以及現(xiàn)代戰(zhàn)爭對導(dǎo)彈作戰(zhàn)性能要求的不斷提高，導(dǎo)彈正朝著高速、高精度及高機動性的方向發(fā)展，使之成為最具殺傷力的遠(yuǎn)距離攻擊武器。在稠密空氣中高速飛行的導(dǎo)彈，對周圍空氣有強烈的壓縮作用。表面附近空氣溫度急劇升高，由于溫差的存在，空氣中的大量熱量傳遞給溫度更低的彈身，促使彈身表面溫度升高。在低速時氣動加熱現(xiàn)象并不明顯，往往可以忽略氣動加熱效應(yīng)。但到超音速情況下，尤其是飛行馬赫數(shù)Ma≥3.0時，氣動加熱變得非常嚴(yán)重，對于導(dǎo)彈的結(jié)構(gòu)

2、安全造成影響。
　　導(dǎo)彈向著超音速和高超音速方向的發(fā)展，這就進入了沖壓發(fā)動機最佳工作領(lǐng)域。固體火箭沖壓發(fā)動機是沖壓發(fā)動機中的一種，固體燃料產(chǎn)生的貧氧燃?xì)馀c吸入發(fā)動機的空氣在補燃室內(nèi)混合燃燒，高溫高速燃?xì)庥蓢姽芘懦霎a(chǎn)生推力。在高溫燃?xì)獾臎_刷下，大量熱量經(jīng)過燒蝕層、絕熱層等發(fā)動機熱防護結(jié)構(gòu)進入彈體內(nèi)部，提高內(nèi)環(huán)境溫度，增大了內(nèi)部部件的熱負(fù)荷。
　　目前，對高速飛行器的氣動熱以及發(fā)動機熱的研究主要集中在舵面等固體材料的燒蝕方面，很

3、少有考慮到對舵機艙內(nèi)環(huán)境的影響。隨著長航時，超視距導(dǎo)彈的不斷研發(fā)，無論氣動加熱還是發(fā)動機的傳熱，都將有足夠的時間傳遞到導(dǎo)彈舵機艙內(nèi)部，對舵機艙內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。本文以某典型高速飛行器為研究對象，利用CFD技術(shù)，仿真分析了飛行馬赫數(shù)Ma=4.0，海拔高度H=12km時，在氣動熱與發(fā)動機熱耦合作用下，舵機艙內(nèi)溫度隨時間的變化。參照Sparrow Ⅲ飛行器風(fēng)洞實驗數(shù)據(jù)及拉法爾噴管熱流實驗數(shù)據(jù)，對湍流模型、迭代時間步長及網(wǎng)格相關(guān)性等進行了驗