飞行器前体非对称涡双合成射流控制特性研究

论文摘要

在尖头细长体头尖用双合成射流进行前体涡的主动控制,射流对头尖流场的干扰作用必须大于背景扰动。因此,要提高交替吹气的双出口合成射流在实际应用中控制前体涡的可行性,需要提高射流的工作效率。为了研究双出口合成射流偏转的影响因素,在有无来流的情况下对比了出口下游流动的偏转情况。结果表明双出口合成射流偏转受到双出口之间的相互干扰以及单出口本身方向的共同影响。双出口相背时,无来流条件下双出口之间的相互干扰较强,导致了射流由出口速度大的一侧偏向出口速度小的一侧。有来流时双出口的干扰减弱,流动偏向于射流出口速度大的一侧,双出口之间干扰造成的射流偏转和单出口自身射流速度造成的流动偏转方向相反。两侧出口方向相对时,无论有无来流,流动的偏转方向始终从速度大的一侧偏向速度小的一侧,偏转效果增强。利用交替吹气的合成射流进行了前体涡主动控制研究。无偏航/滚转下,选取控制频率90Hz验证了在利用人工设置的被动扰动放大加工误差使得前体涡处于不同非对称状态的情况下均通过改变方波信号占空比实现了截面侧向力系数的连续控制。改变控制频率,50Hz实现了截面侧向力系数的线性控制,260Hz实现了前体涡准定常连续控制。线性控制时,截面侧向力系数随时间有一定波动,前体涡剧烈振荡,运动呈现一定的周期性与非周期性。高频控制时,前体涡空间位置基本稳定不变。实验结果表明大攻角下小偏航角/滚转角对模型截面侧向力系数的影响较小。在小偏航角/滚转角的条件下,实验验证了双合成射流的前体涡连续控制能力。并在风洞进行了抗尾旋实验,并用航模飞行器试飞进行尾旋抑制的验证。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 注释表
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景
•   1.2 国内外相关研究
•     1.2.1 前体涡特性相关研究
•     1.2.2 前体涡控制相关研究
•   1.3 本文研究内容总述
• 第二章 模型、试验设备和技术
•   2.1 实验模型
•     2.1.1 细长弹体模型
•     2.1.2 双膜双腔合成射流激励器
•     2.1.3 细长前体飞行器模型
•   2.2 实验设备
•     2.2.1 一米低湍流低噪声低速回流式风洞
•   2.3 实验技术
•     2.3.1 烟线流动显示技术
•     2.3.2 粒子图像测速（PIV）技术
•     2.3.3 多通道压力测量技术
•     2.3.4 热线测试技术
• 第三章 双合成射流非定常性及非对称性研究
•   3.1 引言
•   3.2 方波信号驱动下合成射流频率特性及非定常特性研究
•   3.3 无来流条件下双出口合成射流对周围流动的影响
•   3.4 来流对双合成射流出口附近流动非对称性的影响
•   3.5 双出口夹角对双合成射流出口附近流场非对称性的影响
•   3.6 本章小结
• 第四章 双稳区前体涡双合成射流控制特性研究
•   4.1 引言
•   4.2 双合成射流主动控制能力的实验研究
•     4.2.1 人工被动扰动对前体涡的控制作用
•     4.2.2 无人工被动扰动条件下双合成射流对前体涡的连续控制实验研究
•     4.2.3 人工被动扰动使前体涡处于不同非对称状态下双合成射流连续控制实验研究
•   4.3 基于双合成射流的前体涡线性控制
•   4.4 基于双合成射流的前体涡高频连续控制
•   4.5 本章小结
• 第五章 双合成射流应用验证-非零偏航/滚转的主动控制研究及模型飞行试验
•   5.1 引言
•   5.2 非零偏航角下前体涡双合成射流连续控制实验研究
•     5.2.1 偏航角变化对截面侧向力系数及周向压力分布的影响
•     5.2.2 双合成射流在小角度偏航角下的前体涡连续控制实验研究
•   5.3 非零滚转角下前体涡双合成射流连续控制实验研究
•   5.4 尾旋控制飞行试验
•   5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
•   6.1 主要工作和结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李卓奇

导师: 顾蕴松

关键词: 细长体,双合成射流,前体涡控制,线性控制,高频连续控制,尾旋控制

来源: 南京航空航天大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 力学,力学,航空航天科学与工程

单位: 南京航空航天大学

分类号: V211.7;O358

DOI: 10.27239/d.cnki.gnhhu.2019.000052

总页数: 77

文件大小: 3580K

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