气动部件的选形与设计.pptVIP

8.5减少气动加热的空气动力学方法在高超声速飞行时，导弹结构的空气动力加热成为重要的问题。长时间稳定飞行的导弹侧表面气动加热程度可用下图来判断。图中给出了平板平衡温度与马赫数和飞行高度的关系。迎风表面（弹翼的前缘、弹身的头部）的气动加热还要更强烈一些。**第31页，共47页，星期日，2025年，2月5日8.5减少气动加热的空气动力学方法在短时飞行时，结构表面的温度一般达不到平衡温度，但仍可能很高。为了防热，需要采用隔热装置、冷却系统、耐热材料等，这样不可避免地增大结构质量。因此，利用空气动力学方法克服气动加热有重大意义，即选择气动外形，最大限度地减少由附面层向蒙皮表面传递的热流。**第32页，共47页，星期日，2025年，2月5日8.5减少气动加热的空气动力学方法在空气流绕过刚体表面时，传热系数与当地摩阻系数成正比。层流附面层的摩阻系数比湍流附面层小好几倍，所以保持层流附面层可显著减少结构的气动加热。为了保持层流附面层需要把表面做得光滑无凸起和凹坑。采用平滑过渡和倒圆的方法，以避免弹翼和弹身表面有折点。在导弹部件衔接处应做成型面，以保证无分离绕流。采用外凸形轮廓的弹身和弹翼是使层流附面层稳定的一种有效方法，这时表面顺着气流产生负的压力梯度。实验数据证明，例如，圆拱形弹头部与圆锥形弹头部相比，层流段可增长。透镜形和菱形翼相比也有类似的结果。1.层流附面层法**第33页，共47页，星期日，2025年，2月5日气动部件的选形与设计**第1页，共47页，星期日，2025年，2月5日8气动部件的选形与设计导弹的组成一般有：弹体结构部件、动力装置、推进剂和运载物等。所以发射质量的一般表达式为导弹的发射质量；动力装置的相对质量；推进剂的相对质量；弹体结构的相对质量；**第2页，共47页，星期日，2025年，2月5日8气动部件的选形与设计导弹的组成一般有：弹体结构部件、动力装置、推进剂和运载物等。所以发射质量的一般表达式为弹体结构的相对质量；弹身壳体的质量；弹身的相对质量弹翼的质量；弹翼的相对质量；舵翼的质量；舵翼的相对质量；舵传动装置的质量；舵机的相对质量；**第3页，共47页，星期日，2025年，2月5日8气动部件的选形与设计以具有固体火箭发动机和有效载荷的导弹为例来说明导弹几何参数与质量的关系。固体火箭发动机的质量大致与推进剂的质量成正比，可表示为而弹身壳体的质量大致与其内部安置的部件的质量（此例中包括运载物与舵传动装置）成正比，可表示为**第4页，共47页，星期日，2025年，2月5日8.1弹翼几何参数的选择导弹的弹翼一般采用梯形翼，由3个无量纲参数确定2个外露翼片组合在一起的弹翼的展弦比；外露翼的根梢比后掠角弹翼相对厚度弹翼形状和尺寸对的影响是通过和体现出来的。**第5页，共47页，星期日，2025年，2月5日8.1弹翼几何参数的选择8.1.1弹翼几何参数对其相对质量的影响在弹翼面积不变的情况下，翼面相对质量随展弦比和后掠角增大而增大，随根梢比和翼面相对厚度增大而减小。**第6页，共47页，星期日，2025年，2月5日8.1弹翼几何参数的选择8.1.2弹翼几何参数对燃料相对质量的影响1.弹翼几何参数与波阻的关系弹翼几何参数对导弹所需推进剂质量的影响将通过导弹的空气动力特性来体现。显然，导弹沿着预定弹道以给定的速度特性运动所需燃料的质量很大程度上取决于迎面阻力。临界马赫数它取决于翼型的形状、相对厚度，最大厚度线后掠角和展弦比。提高临界马赫数主要途径是采用小厚度的后掠翼。**第7页，共47页，星期日，2025年，2月5日8.1弹翼几何参数的选择8.1.2弹翼几何参数对燃料相对质量的影响2.弹翼几何参数与诱阻的关系在亚声速和跨声速下，后掠角的增大导致翼面诱导阻力增大。在大的超声速下，后掠角的影响不明显。参数根梢比和翼面相对厚度对诱导阻力几乎没有影响。3.弹翼平面形状与弹翼面积的关系对于给定飞行速度的范围，合理选择参数展弦比和后掠角，可以减小弹翼面积。**第8页，共47页，星期