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[科普中國]-低空高速飛行試驗

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低空飛行

低空飛行是距地面100m到1000m之間的飛行,適用于訓(xùn)練、傘降、空投、偵察、強擊和農(nóng)林等作業(yè)。另:按飛行高度分為超低空飛行(離地面100m以下,可用于農(nóng)林作業(yè)、旅游、搜索和救援、強擊和脫離敵區(qū)等)、低空飛行(高度在100--1000m,可用于訓(xùn)練、傘降、空投、偵察、強擊和農(nóng)林作業(yè)等)、中空飛行(高度在1000—7000m,可用于訓(xùn)練、巡邏、轟炸和航線飛行)、高空飛行(高度在7000—15000m,可用于訓(xùn)練、偵察、轟炸、攔擊、巡邏和航線飛行)、超高空飛行(高度大于15000m,可用于偵察、截?fù)舻龋┖娇掌髟诖髿鈱觾?nèi)飛行,飛行高度一般在30Km以內(nèi);火箭和導(dǎo)彈大多在大氣層內(nèi)飛行,而運載火箭和彈道導(dǎo)彈既在大氣層內(nèi)飛行,又在大氣層外飛行;航天器是在大氣層外的太空中飛行。按飛行速度分為五種情況:低速飛行(M5.0)。

11月15日,國務(wù)院、中央軍委《關(guān)于深化我國低空空域管理改革的意見》頒布,《意見》將低空空域開放劃分為三個階段,2011年前為試點階段,2011年至2015年底前為推廣階段,2016年至2020年為深化階段。目前,在廣州、長春、西安三地的改革試點已進(jìn)行了兩年。

風(fēng)擋鳥撞擊實驗高速飛行的飛機與飛鳥相撞經(jīng)常導(dǎo)致飛機結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重?fù)p壞,嚴(yán)重的鳥撞事件會導(dǎo)致機毀人亡的災(zāi)難性的事故。特別是軍用飛機在作低空、高速飛行時發(fā)生鳥撞事件的幾率更大。因此風(fēng)擋部件抗鳥撞性能的研究對保證飛機安全飛行有特殊的意義。

鳥撞是發(fā)生在毫秒量級的非線性沖擊動力學(xué)問題。其特點主要表現(xiàn)在:(1)在結(jié)構(gòu)分析上應(yīng)計及慣性效應(yīng);(2)在材料本構(gòu)關(guān)系上應(yīng)考慮應(yīng)變率效應(yīng);(3)由于是柔性撞擊,應(yīng)考慮撞擊載荷與結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)之間的禍合現(xiàn)象。為了了解新型風(fēng)擋的抗鳥撞能力,必須進(jìn)行全尺寸的鳥撞模擬試驗。

國外從20世紀(jì)70年代開始在風(fēng)擋的抗鳥撞能力方面進(jìn)行了大量的研究,并建立了各自的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。我國近年來為了滿足新機型的研制需要開始進(jìn)行了相應(yīng)的研究工作。張啟橋等于1991年對國產(chǎn)飛機圓弧風(fēng)擋進(jìn)行了大量的鳥撞實驗研究,得到了一些有意義的結(jié)論。中國建筑材料科學(xué)研究院對研制新型風(fēng)擋做了大量的工作。1

低空高速飛行對子彈的影響某彈道導(dǎo)彈子母彈頭戰(zhàn)斗部采用中心管式強力徑向拋撒的方式釋放子彈,子彈為旋成體彈身加折疊式穩(wěn)定尾翼氣動布局,在飛行試驗中,出現(xiàn)了子彈尾段結(jié)構(gòu)損傷的局部故障,暴露出子彈穩(wěn)定裝置不適應(yīng)拋撤和飛行環(huán)境的缺點。

強力拋撤條件下嚴(yán)酷的拋撤環(huán)境和飛行環(huán)境對子彈的安全飛行造成威脅。子彈不僅將承受拋撒過程的載荷,還將因拋撤導(dǎo)致飛行姿態(tài)散布,從而帶來額外的氣動載荷,因此,子彈的氣動設(shè)計必須兼顧氣動性能和結(jié)構(gòu)力學(xué)性能,但子彈結(jié)構(gòu)強度與氣動性能一直是一對互相制約的矛盾。

高裝填比的地地彈道導(dǎo)彈子母彈戰(zhàn)斗部常采用強力拋撤的方式來釋放子彈,在某些低空高速飛行條件下,強力拋撤的子彈不僅將承受拋撒過程的載荷,還將因拋撤導(dǎo)致飛行姿態(tài)散布,從而帶來額外的氣動載荷,因此,子彈的氣動設(shè)計必須兼顧氣動性能和結(jié)構(gòu)力學(xué)性能。采用傳統(tǒng)方法設(shè)計時氣動性能和結(jié)構(gòu)性能互相制約,而一體化設(shè)計思想為提高子彈綜合性能提供了新的方法。龍堯松采用氣動/結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計思想,在氣動布局形式上找到了新的設(shè)計點,設(shè)計出了氣動性能和結(jié)構(gòu)力學(xué)性能都得到改善的氣動外形。并得到了風(fēng)洞測力試驗和飛行試驗的驗證和考核。2