[科普中國]-氣動布局設(shè)計

設(shè)計內(nèi)容（導(dǎo)彈）進氣道的外形和位置設(shè)計

進氣道既是推進系統(tǒng)的組成部分又是導(dǎo)彈的組成部分，其功用是提供發(fā)動機工作所需的空氣流量，從全彈氣動外形設(shè)計的角度，進氣道的外形和位置設(shè)計應(yīng)在滿足發(fā)動機工作的條件下，盡量減小外阻，對全彈的氣動特性無不良影響，設(shè)計要求應(yīng)相對簡單，質(zhì)量小，可靠性和經(jīng)濟性好。進氣道的位置主要有頭部進氣、下頜進氣、腹部進氣、兩側(cè)進氣、背部進氣和X形進氣等。

翼面的外形及布局設(shè)計(1)翼而的外形設(shè)計

翼面包括彈翼、尾翼和舵面，是導(dǎo)彈產(chǎn)生升力、側(cè)力和控制力矩的主要部件，其阻力占全彈阻力的20%～50%，翼面的外形設(shè)計包括剖面設(shè)計和平面形狀設(shè)計。彈翼的外形設(shè)計應(yīng)能產(chǎn)生足夠的過載，并且阻力要盡可能小，同時在彈翼幾何外形之內(nèi)必須提供足夠的空間滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。尾翼的作用主要是凋整全彈的靜穩(wěn)定性，在外形設(shè)計上與彈翼的要求基本一致，其失速迎角應(yīng)稍大于彈翼。舵面的作用主要是提供導(dǎo)彈的控制力矩，存外形設(shè)計卜．應(yīng)與導(dǎo)彈的靜穩(wěn)定’障相匹配，合理地安排舵軸位置，使鉸鏈力矩盡可能小。

(2)翼面的布局設(shè)計

翼面的周向布置形式主要有兩種，一種是面對稱布置方案，即導(dǎo)彈存在一個對稱面，空氣動力相對該平面具有對稱性，如一字形彈翼；另一種是軸對稱布置方案，主要有十字形和x字形等。采用面對稱布置的優(yōu)點是質(zhì)量小，升阻比大，有利于增加航程，缺點是側(cè)向力過載能力小，一般采用BTT控制．通過彈體傾斜利用法向力的側(cè)向分量產(chǎn)生側(cè)向過載，對航向機動的指令反應(yīng)較慢；軸對稱布置的優(yōu)點是升力和側(cè)力基本一致，導(dǎo)彈在各個方向上的過載能力相同，不需要彈體傾斜就可快速地產(chǎn)生側(cè)向過載，適于在各方向上機動性要求較高的導(dǎo)彈，缺點是質(zhì)量較大，升阻比較小。1

目的與任務(wù)（導(dǎo)彈）氣動布局研究的目的不僅是確定當(dāng)前型號的具體外形，重要的是根據(jù)型號的發(fā)展過程中已存在的各種問題和預(yù)計型號發(fā)展前景中可能遇到的一些問題，結(jié)合空氣動力學(xué)研究的新進展，發(fā)現(xiàn)的新規(guī)律，從發(fā)揮空氣動力性能的優(yōu)勢出發(fā)，提出一些能解決各種矛盾的基本氣動構(gòu)型或某些特殊部件，通過實驗研究、理論汁算和數(shù)值求解等方法分析和驗證這些新構(gòu)型、新部件的。苫氣動力性能，為空氣動力設(shè)計人員、總體設(shè)計人員提供一個可供選擇的氣動外形。

導(dǎo)彈氣動布局研究飛機氣動布局研究有本質(zhì)的差別，主要有兩個方面：一方面，導(dǎo)彈是尢人駕駛飛行器，不受人的生理極限的限制，因此導(dǎo)彈琶行允許的速度范圍、加速度范圍、迎角范圍、熱環(huán)境、振動環(huán)境等比飛機所允許的范圍寬得多，這開闊了氣動布局的領(lǐng)域，同時也增加了氣動布局中研究的因素和難度；第二方面，導(dǎo)彈是一次性使用的武器．故多采用極限設(shè)計，外形和結(jié)構(gòu)方式力求簡單，工藝性能好、質(zhì)量小，從而使導(dǎo)彈研制周期縮短，成本降低。

一般導(dǎo)彈的設(shè)計分為三個階段：①概念設(shè)計，即基于任務(wù)需求，確定飛行器的初始外形；②初步?jīng)]計，即確定主要的結(jié)構(gòu)、外部形狀、飛行器配置和尺寸；③詳細設(shè)計，確定飛行器的其他具體布局。導(dǎo)彈的性能和成本幾乎總是在前兩個設(shè)計階段確定。作為一般的規(guī)則，結(jié)構(gòu)特性更大程度卜由導(dǎo)彈內(nèi)部部件的布局決定，而導(dǎo)彈的外部形狀則直接影響其性能，且氣動設(shè)計是冕穿于整個過程的。因此，在初始慨念設(shè)計階段，確定導(dǎo)彈的氣動外形是導(dǎo)彈設(shè)計需解決的重要問題之一。2

設(shè)計內(nèi)容（飛機）依據(jù)使用方主管部門立項批復(fù)或合同對飛機的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求，進行氣動布局設(shè)計，選擇滿足要求的氣動布局方案。氣動布局設(shè)計的主要工作有：

①氣動布局形式選擇；

②機翼平面形狀和參數(shù)選擇；

③機身外形和參數(shù)選擇；

④翼身組合體研究與選擇；

⑤尾翼(含前翼)的位置、平面形狀和參數(shù)選擇；

⑥確定外掛布局；

⑦確定和匹配全機氣動力焦點和重心后極限；

⑧氣動布局優(yōu)化和一體化綜合設(shè)計；

⑨氣動布局計算分析；

⑩風(fēng)洞試驗。3

形式選擇氣動布局形式選擇應(yīng)包括：

①深入研究飛機戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)要求，進一步明確氣動力設(shè)計要求；

②對可行性論證階段已能較好滿足要求的1～2種(不超過3種)布局形式進行布局參數(shù)的調(diào)整和完善；

③進行布局參數(shù)可行性總體協(xié)調(diào)；

④進行布局形式選擇的CFD計算；

⑤進行布局形式選擇的風(fēng)洞試驗；

⑥經(jīng)過分析、評估，給出滿足飛機戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)要求的布局形式。3