内埋式航空兵器投放过程的CFD/RBD数值仿真研究

靳晨晖 淮洋 陈鑫 王刚

摘 要：飞翼布局因其特殊的构型， 表现出与常规飞行器较大的性能差异。 内埋式弹舱能够帮助战机提高其隐身性能， 但舱门干扰和空腔结构下流动较为复杂， 多枚弹体在分离过程中极有可能互相发生碰撞或与武器舱接触， 威胁载机安全， 因而提高内埋式武器的分离品质至关重要。 使用改进的非结构嵌套网格径向基函数插值方法、 耦合流动控制方程和刚体动力学方程（RBD， Rigid Body Dynamics）， 对一类常规“W”型飞翼布局内埋式武器的分离过程进行数值模拟， 分离过程考虑了分离间隔（0 s/0.01 s/0.03 s）对弹体分离品质的影响。 仿真结果表明， 在前后舱2枚弹体分离的过程中， 采用时序分离的方式能够有效提高后舱分离弹体的分离品质， 整个分离过程中弹体的姿态变化较为平稳。

关键词： 飞翼布局; 内埋式武器; 嵌套网格; 时序分离; 分离品质; CFD; RBD; 数值仿真

中图分类号： TJ760   文献标识码：    A   文章编号： 1673-5048（2021）05-0092-07

0 引  言

与常规布局飞机相比， 飞翼布局飞机具有良好的气动特性， 机身与机翼融合的方式能够让气流更加流畅地流过机体表面， 有效提升飞机的升力特性[1]。 另外， 飞翼式布局还可以大幅度减小雷达散射面积（RCS， Rader Cross Section）， 提高飞机的战场生存率。 武器外挂产生的阻力约占全机阻力的30%左右， 同时外挂式武器还会增加雷达信号的散射面积[2]， 出于隐身和减阻的考虑， 新一代的飞机大多装备内埋式武器。 内埋式弹舱开启后的腔体空腔会破坏飞机的腹部升力面， 对流动产生阻滞作用， 引起载机气动特性的较大改变， 从而影响飞机的操纵性与稳定性。……