吸气式高超声速飞行器耦合运动数值模拟

• 作者: 丛戎飞 叶友达 赵忠良
• 来源期刊: 北京航空航天大学学报
• 关键词: 吸气式高超声速飞行器 数值模拟 耦合运动 动稳定性 Mathieu方程
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 页码范围: 1780-1789
• 页数: 10页
• 分类号: V212.1|V221.1+5|V221.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.13700/j.bh.1001-5965.2020.0313

摘要

为了研究吸气式高超声速飞行器在俯仰/滚转两自由度耦合运动下的动稳定性问题,基于气动/运动耦合数值模拟方法并结合理论分析,针对一种类似SR-72构型的吸气式高超声速飞行器开展了进气道通流状态下强迫俯仰/自由滚转耦合运动数值模拟研究.结果表明:强迫俯仰/自由滚转耦合运动下,滚转通道的动力学方程可以简化为有阻尼的Mathieu方程形式,并且可以求得稳定性边界.理论分析表明:滚转通道的动稳定性与俯仰振荡角频率相关,在飞行器滚转振荡固有角频率附近存在2个临界角频率,当俯仰振荡角频率位于2个临界角频率之间时,滚转通道是动不稳定的.在俯仰振荡振幅较小时,数值模拟结果与理论符合较好,但实际的临界角频率与理论分析求解的值有一定偏差;数值模拟结果表明随着俯仰振荡振幅增大,导致滚转发散的角频率范围变得更宽,且向更高频率偏移.