力學(xué)大會2015集柵格翼氣動特性研究

*，2），*，何承軍*，*（機電工程，優(yōu)點，在近年來受到諸多國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。早在上個世紀50~60年代，前就開展了與柵格21“圣甲蟲”地地等上，目前柵格翼廣泛用于各類及火箭逃逸塔安定面的設(shè)計中。然而，柵格翼，弦長格寬比，氣動特性引圖1-TM號火箭 圖2SS-23戰(zhàn)術(shù)（左）及SS-21彈道（右圖3R-77空-空1）Theprojectwassupportedby 圖4MOAB圖5德國研制的高超聲速柵格翼有其自身特有的優(yōu)勢柵格翼展向尺寸小，中可以貼體折疊安裝，不會大幅增加主體的外形尺寸。發(fā)射柵格翼的弦長較短，在寬的數(shù)范圍內(nèi)，壓力中心的絕對移動量很小，基本靠近舵軸1本文首先從柵格翼的剖面形狀和厚度出發(fā)選取了圖6所示的7種（0.5mm1mm2mm3mm對柵格翼阻力系數(shù)的影響。圖67種不同的柵圖7單柵格及弦長格寬比b/t示意2

圖8單柵格計算區(qū)域網(wǎng)格劃分示意Stokes方程，該模型自從被Launderand3本文首先討論對柵格翼阻力系數(shù)的影響。圖9中分別列出了F1到F7七種剖面形狀下不同厚度的單格阻力系數(shù)隨數(shù)的變化趨勢從圖柵格板厚度對柵格的阻力系數(shù)有非常明顯種柵格板F1柵格板厚度呈線性變化趨勢這樣在設(shè)計柵格翼時滿足結(jié)構(gòu)強柵格板的厚度應(yīng)越小越柵格翼的阻力。

圖9不同厚度的單柵格阻力系數(shù)隨數(shù)的變化曲

圖10不同剖面形狀的單柵格阻力系數(shù)隨數(shù)的變化曲表1不同單柵弦長弦長比不同攻角狀態(tài)下，四種不同弦長比的單柵格的法向力系數(shù)隨數(shù)的變化圖11不同弦長比的單柵格法向力系數(shù)隨數(shù)的變化曲在Ma4之前，法向力系數(shù)的大小與比成反比，比越小，法向力系數(shù)越大。這是由在Ma4以后，不同比的法向力系數(shù)大小趨于一致，表明在高數(shù)范圍內(nèi)，比對法向力系數(shù)無太大影響。這是因為在較高數(shù)時，氣流更容易通過柵格內(nèi)部，不同Ma=Ma=1.2AOA=2b/t=ZZX Z1.5AOA2b/tZ1.5AOA2b/tX

ZZX

ZZX 圖12不同數(shù)時單柵格縱剖面壓力云從上圖中也可以看出，在數(shù)接近1.2時，單柵格前緣的正激波強度逐漸增強，柵格內(nèi)部流通性逐漸下降，導(dǎo)致法向力系數(shù)曲線在Ma1.2時出現(xiàn)凹坑。隨著數(shù)的進一步增大，前緣正激波變?yōu)樾奔げǎ魍ㄐ灾饾u變好，凹坑效應(yīng)，法向力系數(shù)回升，并圖13給出了相同數(shù)下，不同b/t值的單柵格縱剖面內(nèi)的壓力云圖

圖13不同b/t時單柵格縱剖面壓力云性變好，這與圖11中法向力系數(shù)在高數(shù)時逐漸集中的變化趨勢相一致。2結(jié)論在亞跨音速時b/t值邊長t柵線出現(xiàn)b/t0.8的單柵線凹坑出現(xiàn)在0.9~.2時為單柵格前緣出現(xiàn)較強導(dǎo)致柵b/t1.5~3.0的單柵格在整個亞跨音速范圍內(nèi)的流通性均較導(dǎo)致法向力系數(shù)與b/t0.8的單柵格相比較小。系數(shù)有所回升，而后均隨著數(shù)的增大而減小，并在Ma4.0之后，不同b/t值的法向力1，.柵格翼國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].與航天運載技術(shù).2008.No.6:27-2，張衛(wèi)民.柵格翼氣動特性數(shù)值研究[J].戰(zhàn)術(shù)技術(shù).2011.03(2):15-TheResearchonAerodynamicCharacteristicsoftheGridZHENG ZHOU HE ZHANG(1BeijingInstituteofMechanicalandElectricalEngineering,Beijing100074,TheGridFinisaliftsystemcomposedbymanywingelementsinafinitespan.Withitsgoodstructurecharacteristics,smallhingemoment,easyfolding,andotheradvantages,inrecentyearsitattractswideattentionofscholarsbothathomeandabroad.Asearlyasin50sand60softhelastcentury,theformerSovietUnioncarriedouttheoreticalandexperimentalresearchabouttheGridFin,andsuccessfullyappliedtothelaterss-21Scarabgroundtogroundmissilesandotherweapons.Atpresent,theGridFiniswidelyusedinvarioustypesofmissilesandtheescapetowerstabilizerof s.However,astheGridFinbringsmanybenefits,therearestillmanyproblemssuchasbigdragcoefficient,pooraerodynamiccharacteristicsintransonicflowandsoon.ThisarticlebeginsfirstlyfromtheGridFinthicknessandprofileshape,andshowstheeffectsofdifferentcrosssectionshapeandthicknessonthedragcoefficientofGridFin,thentheinfluenceofchordlength/widthratioontheaerodynamiccharacteristicsunderdifferentMachNumbers,andfinally,