主动气动起旋离心抛撒技术研究

刘 述,杨 杰,任 睿,查 俊

(1.湖南云箭集团有限公司,湖南 长沙 410081;2.重庆嘉陵特种装备有限公司,重庆 400032;3.中国空气动力研究与发展中心,四川 绵阳 621000)

主动气动起旋离心抛撒技术具备结构简单、制造成本低、子母弹装填数量高、抛撒速度可控、子弹药之间不易产生相互干涉碰撞等优良特性,因此,得以在美国CBU-103型(见图1)、SUU-65/B型等航空子母炸弹系列产品中得到大规模的成熟应用[1],开展该项技术的研究对于我国的航空弹药和导弹工业而言具有重要的战略意义。

图1 美国CBU-103型制导航空子母炸弹

近年来,气动/运动一体化数值模拟方法在国内外得到广泛的应用。美国于2008年研制了飞行器计算模拟系统Kestrel,该系统将CFD求解器、结构动力学方程、刚体六自由度运动方程相耦合,且具备舵偏控制技术、动网格技术以及嵌套网格技术,能较准确地预测计算模型的操纵特性。国内相关领域学者通过对非定常N-S方程和六自由度运动方程进行同步耦合求解,并在求解过程中引入了Adams预估-校正法,采用动态网格技术对面对称飞行器加入舵偏控制的大机动过程进行数值模拟,验证了气动/运动紧耦合求解计算方法的可行性与准确性,计算结果和靶式数据较为一致,证明了该方法可以准确模拟飞行器“自由飞”过程[2]。

1 主动气动起旋过程数值模拟

母弹在空中的主动气动起旋是离心抛撒技术中的核心环节,它要求航空炸弹在空中实现飞行状态的平稳迅速切换,即从平飞状态切换到以高速滚转为主特征的飞行状态。……