飞行器、飞行器整流罩及其设计方法技术

本申请涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种飞行器、飞行器整流罩及其设计方法，包括：确定整流罩母线的基准函数；依据整流罩受到的波阻和摩擦阻力的关系，确定整流罩的长细比；依据整流罩的长细比和整流罩的底部半径，确定基准函数的待确定系数，以得到整流罩母线的设计函数；依据整流罩母线的设计函数，设计得到整流罩。本申请所提供的飞行器整流罩设计方法，在给定底部直径的基础上，可以快速生成整流罩母线，且整流罩母线的顶部无需钝化，制作相对简易，并且该设计方法中所确定的整流罩长细比适中，不会产生大的波阻或摩擦阻力，使得飞行器整流罩所受到的阻力很小。整流罩所受到的阻力很小。整流罩所受到的阻力很小。

【技术实现步骤摘要】
飞行器、飞行器整流罩及其设计方法


[0001]本申请涉及飞行器
，尤其涉及一种飞行器、飞行器整流罩及其设计方法。

技术介绍

[0002]整流罩是飞行器的重要组件，其外形直接关系到箭、弹等飞行器在飞行中所受到的阻力，而飞行器的航程与所受阻力成反比，所以整流罩的设计又影响到飞行器的航程，因此设计一种具有较低阻力的整流罩，对飞行器的成功至关重要。
[0003]常见的整流罩外形有：单锥、双锥、尖拱形、椭圆形、抛物形、冯卡门等。在制作方面，单锥、双锥整流罩外形简单，易于制作。但是，大量实验和仿真表明，单锥和双锥整流罩阻力偏大。冯卡门整流罩在运载火箭中应用很广，得益于其较好的减阻效果，但是冯卡门整流罩相比于锥形类整流罩，普遍偏长且更难制作，飞行过程中压心也相对靠前，对稳定性、载荷都会有更严的要求。此外，单锥、双锥、冯卡门等整流罩，尖端考虑到气动加热的原因，往往需要钝化，增加了制作的工序。椭圆形整流罩的优势一般只在亚音速阶段，对于跨音速、超音速阶段减阻效果并不佳。
[0004]因此，如何使得整流罩的阻力较低，是目前本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供了一种飞行器、飞行器整流罩及其设计方法，以使得整流罩的阻力较低。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
[0007]一种飞行器整流罩设计方法，包括如下步骤：步骤S110、确定整流罩母线的基准函数；步骤S120、依据整流罩受到的波阻和摩擦阻力的关系，确定整流罩的长细比；步骤S130、依据整流罩的长细比和整流罩的底部半径，确定基准函数的待确定系数，以得到整流罩母线的设计函数；步骤S140、依据整流罩母线的设计函数，设计得到整流罩。
[0008]如上所述的飞行器整流罩设计方法，其中，优选的是，采用平方根函数作为整流罩母线的基准函数，整流罩母线的基准函数表示为其中，以母线实际顶点作为基准函数的坐标原点，x轴沿整流罩对称轴指向整流罩底部，y轴垂直x轴，k为待确定系数。
[0009]如上所述的飞行器整流罩设计方法，其中，优选的是，x＝L时，y＝D/2，依据x＝L、y＝D/2，得到其中，D为整流罩的底部直径、L为整流罩的长度、α为整流罩的长细比；依据和整流罩母线的基准函数得到整流罩母线的设计函数为
[0010]如上所述的飞行器整流罩设计方法，其中，优选的是，整流罩的长细比α<5。如上所
述的飞行器整流罩设计方法，其中，优选的是，整流罩的长细比1.5<α<2.8。
[0011]如上所述的飞行器整流罩设计方法，其中，优选的是，整流罩的长细比
[0012][0013]如上所述的飞行器整流罩设计方法，其中，优选的是，整流罩的底部直径D＝3m。
[0014]一种飞行器整流罩，所述飞行器整流罩采用上述任一项所述的飞行器整流罩设计方法进行设计。
[0015]一种飞行器，所述飞行器具有上述任一项所提供的飞行器整流罩。
[0016]相对上述
技术介绍
，本申请所提供的飞行器整流罩设计方法，在给定底部直径的基础上，可以快速生成整流罩母线，且整流罩母线的顶部无需钝化，制作相对简易，并且该设计方法中所确定的整流罩长细比适中，不会产生大的波阻或摩擦阻力，使得飞行器整流罩所受到的阻力很小，相比于具有同样长细比的单锥整流罩，整流罩部分所受的阻力减小最高达到40％以上，相比于具有同样长细比的椭圆整流罩，整流罩部分所受的阻力减小最高达到15％以上。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本申请实施例所提供的飞行器整流罩设计方法的流程图；
[0019]图2是本申请实施例所提供的飞行器整流罩的结构示意图；
[0020]图3是现有技术中的单锥整流罩的结构示意图；
[0021]图4是现有技术中的椭圆整流罩的结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。
[0023]请参阅图1，图1是本申请实施例所提供的飞行器整流罩设计方法的流程图。
[0024]本申请提供了一种飞行器整流罩设计方法，包括如下步骤：
[0025]步骤S110、确定整流罩母线的基准函数；
[0026]本申请中，采用平方根函数作为整流罩母线的基准函数，整流罩母线的基准函数可表示为其中，以母线实际顶点作为基准函数的坐标原点，x轴沿整流罩对称轴指向整流罩底部，y轴垂直x轴，k为待确定系数。
[0027]通过大量的实验及仿真表明，采用平方根函数作为母线的整流罩，在亚音速、跨音速、超音速段的阻力都相对较小，而且由于平方根函数的特性，所以整流罩的顶点处无需钝化，基于此本申请中采用平方根函数作为整流罩母线的基准函数。
[0028]步骤S120、依据整流罩受到的波阻和摩擦阻力的关系，确定整流罩的长细比；
[0029]当超音速气流绕过物体流动时，会产生激波，对于激起激波的物体，也必然受到与来流方向相同的阻力，这种与摩擦无关但由激波产生的阻力，成为波阻。根据本申请的研究，整流罩的长细比α＝L/D增大时，整流罩受到的波阻会减小，整流罩受到的摩擦阻力会增大；整流罩的长细比α＝L/D减小时，整流罩受到的波阻会增大，整流罩受到的摩擦阻力会减小。
[0030]但是，当整流罩的长细比α＝L/D增大到一定值，尤其是5以后，整流罩受到的波阻的减小量就不足以弥补整流罩受到的摩擦阻力的增加量，因此本申请中的整流罩的长细比α<5。可选的，整流罩的长细比1.5<α<2.8。还可选的，整流罩的长细比
[0031]步骤S130、依据整流罩的长细比和整流罩的底部半径，确定基准函数的待确定系数，以得到整流罩母线的设计函数；
[0032]对于给定的整流罩的底部直径D，待确定系数k决定了整流罩的长度L，当x＝L时，y＝D/2，由此得到在得到后，将带入整流罩母线的基准函数中，得到整流罩母线的设计函数为x∈[0,L]。可选的，当整流罩的长细比时，整流罩母线的设计函数为
[0033]步骤S140、依据整流罩母线的设计函数，设计得到整流罩；
[0034]依据整流罩母线的设计函数为优选优选设计整流罩母线，从而设计得到整流罩。
[0035]本申请提供的飞行器整流罩设计方法，在给定底部直径的基础上，可以快速生成整流罩母线，且整流罩母线的顶部无需钝化，制作相对简易，并且该设计方法中所确定的整流罩长细比适中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行器整流罩设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S110、确定整流罩母线的基准函数；步骤S120、依据整流罩受到的波阻和摩擦阻力的关系，确定整流罩的长细比；步骤S130、依据整流罩的长细比和整流罩的底部半径，确定基准函数的待确定系数，以得到整流罩母线的设计函数；步骤S140、依据整流罩母线的设计函数，设计得到整流罩。2.根据权利要求1所述的飞行器整流罩设计方法，其特征在于，采用平方根函数作为整流罩母线的基准函数，整流罩母线的基准函数表示为其中，以母线实际顶点作为基准函数的坐标原点，x轴沿整流罩对称轴指向整流罩底部，y轴垂直x轴，k为待确定系数。3.根据权利要求2所述的飞行器整流罩设计方法，其特征在于，x＝L时，y＝D/2，依据x＝L、y＝D/2，得到其中，D为整流罩的底部直径、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张喆，
申请(专利权)人：北京中科宇航技术有限公司，
类型：发明
国别省市：