4-2-2 翼面沿弹身纵轴的布置型式 按照弹翼与舵面沿弹身纵轴相对位置的不同,气动布局基本上可以分成五种型式:正常式、鸭式、无尾式、旋转弹翼式和无翼式。
一、鸭式的特点
(1)舵面安置在弹身头部,纵向操纵力臂长,舵的效率高,故舵面面积可小些,所需的舵机功率也可小些。
(2)升阻比较正常式稍大。
(3)易于进行部位安排。
(4)舵面偏转角与导弹攻角方向相同,可以使用的最大攻角受到限制。
(5)具有较大的斜吹力矩,横向稳定性不好。一般来讲,舵面不宜用来作差动副翼,需要有单独副翼来进行滚动控制。
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鸭式气动布局图 二、正常式的特点
(1)由于弹翼位于舵面之前,不存在因舵面偏转对弹翼引起的下洗,纵向和横向稳定性较好。
(2)舵面差动可同时用作副翼,不必在弹翼上安置副翼,操纵机构和弹翼结构比较简单。
(3)舵面偏转角与导弹攻角方向相反,可以增大可用攻角。
(4)升阻比稍低于鸭式。
(5)舵面位于弹翼洗流区,舵的操纵效率比鸭式低,舵面面积比鸭式大。
(6)由于舵面产生控制力的方向始终与弹体攻角产生的升力方向相反,因此导弹的响应特性较慢。
(7)气动布局在某些情况下部位安排较困难。
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正常式气动布局图 三、无尾式的特点
(1)升阻比高。无尾式布局减少了翼面数量,从而减小了导弹的零升阻力,使升阻比提高,弹翼结构性能也较好。
(2)操纵效率高。由于翼弦加长,可使舵面至导弹质心的力臂长些,因而操纵力矩也可大些。
(3)具有最大的极限攻角。
(4)常采用反安定面。这样既保证了需要的静稳定性,又可增大舵面至导弹质心之间的距离和便于弹翼与弹身承力构件的布置。
(5)舵面常与弹翼后缘有一定间距,这样做的目的是使铰链力矩随攻角和舵偏角的变化更趋近于线性变化,便于自动驾驶仪的工作。
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无尾式气动布局图 四、旋转弹翼式的特点
(1)动态特性好,系统响应快,过渡过程振荡小。下图显示了旋转弹翼式控制、鸭式控制和正常式控制的响应特性,从中看出旋转弹翼式的响应特性是最快的。
(2)便于部位安排。
(3)弹身的攻角可保持较小的值
。这个条件最适于整体式冲压发动机的工作;也便于采用自动寻的制导导弹的部位安排。
(4)因为弹身攻角小,斜吹力矩
也要小些,可利用弹翼的差动作副翼。
不同气动布局响应特性的比较 (5)过载波动可以减小,因为对于旋转弹翼,因其第一项较小,故因弹身波动而引起的过载波动只通过
来影响。
(6)弹翼面积大,故铰链力矩很大,舵机的质量、体积和消耗的能量都比较大。
(7)迎风阻力大,且空气动力存在明显的非线性,给控制系统设计带来高的要求。
(8)当弹翼偏转时,弹身与弹翼间有间隙,这会使升力稍为降低。
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旋转弹翼式气动布局图
五、无翼式布局
(1)具有大的机动过载和舵面效率
无翼式布局导弹的最大使用攻角可由通常的10~15度提高到30度;最大使用舵偏角可由20度增加到30度。这样,有利于解决高低空过载要求的矛盾。
(2)具有需要的过载特性
在导弹拦截目标的过程中,其大部分弹道的需用过载较小,利用导弹在小攻角飞行时有较小升力的特点,可以限制可用过载;同时当导弹接近目标需要作大机动时,无翼式布局通过增大使用攻角以获得所需要的机动过载。
(3)大大改善了非线性气动力特性 无翼式布局由于取消了弹翼和相应减小了舵面,从而大大改善了非对称气动力特性。
(4)具有较高的舵面效率和需要的纵向静稳定性
这种布局舵面前无弹翼干扰,故舵面效率较高。由于在攻角增加时,弹身升力呈非线性增加,故当攻角增加时,静稳定性相应减小,使机动过载大幅度增大。因而这种布局也能较好地解决高低空机动过载的矛盾。
(5)具有较轻的质量和较小的气动阻力
由于减少了主翼面,导弹的结构质量大大降低,零升阻力也相应减小。
(6)结构简单,操作方便,使用性能好
由于外形简单,使结构设计、生产工艺、操作使用都较方便,外加导弹展向尺寸小,给发射系统带来方便。
无翼式气动布局