燃气舵仿真与实验研究综述

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2022.06.017

摘要/Abstract

摘要：

燃气舵作为导弹推力矢量代入控制方案之一，工作时所处的高温燃气环境十分复杂，难以对燃气舵表面力、热载荷开展精确的预示，预测其烧蚀情况。国内外对于燃气舵的气动力特性与相关热环境通过实验及数值计算等方法开展了相关研究，得到了在复杂力、热环境下工作燃气舵的实验数据与数值仿真结果，通过对比两者数据，证明了通过数值方法预测模拟燃气舵烧蚀的可行性与准确性，为后续燃气舵在工程实践中的设计与优化提供了有力的支撑。

关键词: 燃气舵, 推力矢量, 数值计算, 复杂环境, 烧蚀

Abstract:

As one of the missile thrust vector substitution control schemes， the gas rudder operates in a very complex high-temperature gas environment. It is difficult to accurately predict the surface force and thermal load of the gas rudder and predict its ablation. At home and abroad， relevant researches have been carried out on the aerodynamic characteristics and related thermal environment of gas rudders through experiments and numerical calculations， which proves the feasibility and accuracy of predicting and simulating gas rudder ablation by numerical method， and provides strong support for the subsequent design and optimization of gas rudder in engineering practice.

Key words: gas rudder, thrust vector, numerical calculation, complex environment, ablation

中图分类号:

TJ76

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图/表 12

图1 燃气舵示意图

Fig. 1 Schematic diagram of gas rudder

图2 “响尾蛇”AIM-9X导弹的尾部

Fig. 2 Tail of Sidewinder missile AIM-9X

图3 燃气舵实验图片

Fig. 3 Picture of gas rudder experiment

图4 燃气舵受力计算结果

Fig. 4 Calculation results of force of the gas rudder

图5 燃气舵测力、测热实验装置

Fig. 5 Gas rudder force and heat measurement experimental device

图6 不同材料的燃气舵实验结果

Fig. 6 Experimental results of gas rudders with different materials

图7 理论计算与实验结果对比

Fig. 7 Comparison of theoretical calculation and experimental results

图8 数值计算和燃气舵温度实验结果对比

Fig. 8 Comparison of numerical calculation and experimental results of gas rudder temperature

图9 燃气舵实验数据和数值计算数据

Fig. 9 Gas rudder experimental data and numerical calculation data

图10 喷管和燃气舵组合体结构图

Fig. 10 Structure diagram of nozzle and gas rudder assembly

图11 升力和阻力曲线

Fig. 11 Lift and drag curves

图12 仿真烧蚀与烧蚀试验结果对比

Fig. 12 Comparison of simulated ablation and ablation test results

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