某电子设备机载吊舱的气动特性分析

梁 斌,沈海军,孟 华

(1.中国西南电子技术研究所,成都610036;2.同济大学 航空与力学学院, 上海200092)

1 引 言

为了满足不同要求,军用、民用飞机上经常会挂装多种外挂物,如导弹、炸弹、吊舱、副油箱、火箭发射器,乃至电子设备等。外挂物挂机后,很有可能对飞机的诸多方面比如气动特性、操稳特性、强度以及颤振特性等产生重大影响[1]。因此,外挂物挂机后的气动特性问题一直深受航空设计师关注[2]。

为了配合某电子系统的研制与调试,我们精心设计了一个长约2 m的流线型外挂吊舱,用于装载和保护电子系统。该吊舱外挂在机身的右下方,电子系统调试时要求飞机在3 000 m的高度飞行,飞行速度约400 km/h(0.35 Ma)。然而挂机后吊舱表面压力分布有多大?吊舱后方是否会出现乱流,从而引起吊舱的振动?对飞机航向操稳性的影响如何?这些问题直接关系到吊舱的结构强度设计和飞机的飞行安全,必须予以重视。

为此,我们在设计该电子吊舱的过程中,采用计算流体力学软件(CFD)Fluent[3]全面分析了飞机机身外挂电子吊舱的三维气动特性、表面压力分布、阻力、吊舱带来的偏航力矩对飞机的影响,以及吊舱的尾流等情况,对该吊舱的成功研制起到了至关重要的作用。

2 吊舱及其三维气动模型

如图1 所示,吊舱的外形呈蚕茧状。吊舱的中段近似为圆柱状, 直径约为0.5 m, 壁板厚约1.5 mm,中段上方有一块安装平板,平板上方前后各有一个梯形的连接块;吊舱中段的侧方设有一个进风口,俗称“猫耳朵”,用于吊舱内部电子设备的通风散热。……