簡介
細長前體大攻角繞流的非對稱性會嚴重影響先進飛行器的操縱性和穩定性,並限制了其機動性的進一步提高,所以在世界範圍內,飛行器細長前體大攻角非對稱流動的產生機理及其控制技術已成為一個研究熱點 。
表現
非對稱流動的表現有以下幾個方面:
(1)在空間流場上,背風渦(尾跡渦)空間排列或脫落的不對稱(這種不對稱可能是規則的!也可能是不規則的);
(2)在物面流場上,可能存在邊界層轉捩點、分離點的不對稱;
(3)在載荷分布上,當地周向壓力分布不對稱;當地存在非零的周向環量,有側向力、偏航力矩存在。
非對稱流動的成因
目前對非對稱流動的成因主要有粘性和無粘兩派觀點。
粘性觀點認為:流場中的固有擾動通過物面粘性邊界層的剪下帶動後,迫使邊界層發展出現不平衡,使得邊界層轉抿、分離的不對稱,進而造成背風渦的不對稱,此觀點認為非對稱流動是通過邊界層粘性實現的。
無粘觀點認為:非對稱流動的產生並不一定需要通過邊界層這一環節來實現,只要流動中存在擾動,這些擾動就會使背風渦的相對平衡受到破壞,失衡的背風渦通過彼此誘導、互相擠壓使這一失衡得到發展!擴大,最終演變成一種非對稱流型,其驅動模式是流動的空間動力不穩定性。這種觀點認為物面邊界層轉抿、分離等的不對稱非但不是背風渦出現非對稱的先決條件,反而可能是背風渦非對稱誘導作用的必然結果,通常也稱流動的空間動力不穩定性觀點。
控制
非對稱流動儘管大攻角非對稱流形成的物理機制尚未徹底澄清和理解，但各種前體渦控制技術的研究一直在不斷的進行著，大攻角時飛行器背風區的流動由強度和位置都不對稱的渦控制，控制了這些渦，就能控制飛行器的運動。為了使飛行器的飛行包線擴大和增加到大攻角範圍，各國科研工作者研究了很多各種不同的前體非對稱繞流控制技術，這些技術包含被動控制技術和主動控制控制技術。
被動控制裝置主要有:邊界層轉抿帶、頭部固定邊條。被動控制技術通常是採用在前體頭部兩側固定邊條的辦法來固定流動的分離線，來強迫形成對稱分離的流動狀態。
主動控制通常指控制激振器可以進行“關一開”控制，或可以控制其激振的幅度。其中套用的前體渦主動控制技術主要有前體頭部吹/吸氣、可動邊條、旋轉截面為橢圓形的前體頭部等控制技術 。
