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吸气式空空导弹FADS系统标定研究

陈广强 豆修鑫 杨云军 周伟江 豆国辉

陈广强, 豆修鑫, 杨云军, 等. 吸气式空空导弹FADS系统标定研究[J]. 实验流体力学, 2018, 32(5): 89-95. doi: 10.11729/syltlx20170133
引用本文: 陈广强, 豆修鑫, 杨云军, 等. 吸气式空空导弹FADS系统标定研究[J]. 实验流体力学, 2018, 32(5): 89-95. doi: 10.11729/syltlx20170133
Chen Guangqiang, Dou Xiuxin, Yang Yunjun, et al. Study on calibration of FADS system for air-breathing air-to-air missile[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2018, 32(5): 89-95. doi: 10.11729/syltlx20170133
Citation: Chen Guangqiang, Dou Xiuxin, Yang Yunjun, et al. Study on calibration of FADS system for air-breathing air-to-air missile[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2018, 32(5): 89-95. doi: 10.11729/syltlx20170133

吸气式空空导弹FADS系统标定研究

doi: 10.11729/syltlx20170133
基金项目: 

国家自然科学基金项目 11472258

国家自然科学基金项目 11372040

详细信息
    作者简介:

    陈广强(1982-), 男, 广西合浦人, 硕士, 高级工程师。研究方向:嵌入式大气传感技术, 飞行器气动布局设计与计算技术。通信地址:北京7201信箱16分箱(100074)。E-mail:guangqiangchen@sina.com

    通讯作者:

    豆修鑫, E-mail: xiuxindou@sina.com

  • 中图分类号: V211.74

Study on calibration of FADS system for air-breathing air-to-air missile

  • 摘要: 针对自主研发的吸气式空空导弹FADS系统,利用FD-12风洞对其进行了标定研究。分析了风洞标定试验的技术特点,提出一种采用变支杆长度方法避开风洞试验台阶波的标定方案,包括支杆设计、模型加工、安装以及测压管路气密性检测等,在风洞中完成标定试验。试验结果表明:在Ma2.0~3.5范围内,FADS系统的测量误差精度全部达到设计目标,其中静压误差≤490Pa(≤3%)、马赫数误差≤0.1、迎角和侧滑角误差≤0.5°;与首次标定相比,各来流参数测量误差均减小,特别是Ma2状态下,静压最大相对误差由11.5%降低到3.0 %,马赫数最大误差由0.15下降到0.10,迎角最大误差由2.5°降低到0.5°,侧滑角最大误差由1.2°降低到0.5°。研究结果可为FADS系统设计提供技术参考。
  • 图  1  欧洲"流星"远程吸气式空空导弹

    Figure  1.  European "Meteor" long range air-to-air missile

    图  2  FADS系统原理样机

    Figure  2.  Prototype of FADS system

    图  3  测压点布局

    Figure  3.  Layout of pressure measurement points

    图  4  风洞标定示意图

    Figure  4.  Sketch of wind tunnel calibration

    图  5  风洞试验模型

    Figure  5.  Wind tunnel test model

    图  6  Ma=2, β=0°测量结果对比

    Figure  6.  Comparison of measurement results of β=0°, Ma=2 case

    图  7  FADS系统风洞试验标定设计流程

    Figure  7.  Flowchart of design in calibration of FADS system

    图  8  Ma=2.0, 3.0, 4.0的台阶波结构

    Figure  8.  Step shock wave structure of Ma=2.0, 3.0, 4.0 cases

    图  9  风洞标定模型位置和各参数定义

    Figure  9.  Position of the wind tunnel calibration model and the definition of each parameter

    图  10  Ma=2模型位置

    Figure  10.  Model location of Ma=2 case

    图  11  Ma=2.5~3.5模型位置

    Figure  11.  Model location of Ma=2.5~3.5 case

    图  12  Ma=2, β=-5°测量结果对比(短支杆)

    Figure  12.  Comparison of measurement results of Ma=2, β=-5°(short pole)

    图  13  Ma=2, β=-5°测量结果对比(长支杆)

    Figure  13.  Comparison of measurement results of Ma=2, β=-5°(long pole)

    图  14  Ma=3, β=5°测量结果对比

    Figure  14.  Comparison of measurement results of Ma=3, β=5°

    表  1  首次标定试验状态

    Table  1.   Test status for the first calibration

    序号 来流参数 参数范围
    1 Ma 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0
    2 迎角α/(°) -2, 0, 2, 4, 6, 10, 12
    3 侧滑角β/(°) 0, -3, -5
    4 静压p/kPa 参考风洞实际静压
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    表  2  首次标定误差统计表

    Table  2.   The error statistics of the first calibration

    实验状态 静压误差
    /Pa
    静压相对误差 马赫数误差 迎角误差
    /(°)
    侧滑角误差/(°)
    Ma=2.0 ≤3000 ≤11.5% < 0.15 ≤2.5 ≤1.2
    Ma=2.5 ≤970 ≤6.0% < 0.10 < 1.0 < 1.0
    Ma=3.0 < 400 ≤4.4% < 0.10 < 1.0 < 1.0
    Ma=3.5 < 300 ≤3.3% < 0.10 < 1.0 < 1.0
    Ma=4.0 < 300 ≤6.9% < 0.10 < 1.0 < 1.0
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    表  3  两次标定结果对比(不含迎角±12°状态)

    Table  3.   Comparison of two calibration results without the angle of attack ±12°

    试验马赫数 模型 静压误差
    /Pa
    静压相对误差 马赫数误差 迎角误差
    /(°)
    侧滑角误差/(°)
    2.0 首次 ≤3000 ≤11.5% ≤0.15 ≤2.5 ≤1.2
    二次 ≤490 ≤1.9% ≤0.05 ≤0.5 ≤0.5
    2.5 首次 ≤970 ≤6.0% ≤0.10 ≤1.0 ≤1.0
    二次 ≤400 ≤2.4% ≤0.05 ≤0.5 ≤0.5
    3.0 首次 ≤400 ≤4.4% ≤0.10 ≤1.0 < 1.0
    二次 ≤200 ≤2.4% ≤0.05 ≤0.5 ≤0.5
    3.5 首次 ≤300 ≤3.3% ≤0.10 ≤1.0 ≤1.0
    二次 ≤200 ≤3.0% ≤0.10 ≤0.5 ≤0.5
    4.0 首次 ≤300 ≤6.9% ≤0.10 ≤1.0 ≤1.0
    下载: 导出CSV
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    Chen G Q, Wang G D, Chen B Y, et al. Study of flush air data system algorithms for hypersonic vehicle[J]. Aircraft Design, 2015, 35(6):1-7. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QBZH201504009.htm
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-10-20
  • 修回日期:  2018-01-04
  • 刊出日期:  2018-10-25

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    2021年8月13日