迎角效應

迎角效應

迎角效應又稱攻角效應,包括撞擊後的攻角、角速度和彈體質心運動速度等變化。

射彈撞擊異形體後產生攻角和偏航角,攻角能夠促使射彈在侵徹過程中的偏航進一步加大,導致射彈的有效侵徹深度縮短。

基本介紹

  • 中文名:迎角效應
  • 外文名:The effect of angle of attack
  • 學科:航空航天
  • 類型:飛行術語
  • 又稱:攻角效應
  • 迎角:確定機翼在氣流中姿態的基準
背景,迎角,彈體撞擊異形體引起的攻角效應,

背景

隨著常規武器在彈體材料、命中精度和破壞效應等方面迅猛發展,提高重要防護工程在炮彈直接命中下的生存能力便成為非常困難的問題。近年來幾場高技術局部戰爭啟迪我們,在工程結構提高自身抗力同時,應該採用遮彈防護措施,使彈體偏離目標或在充分遠的防護層上破壞和起爆。為了達到以上效果,目前採用的主要途徑是採用先進的結構體系,使彈體偏航、變形、減速耗能。
表面異形(偏航板、格柵、三角形中空架)和高強度不均勻材料(塊石混凝土、鋼球混凝土)由於可以有效地誘飛彈體偏航,因此具有獨特的抗侵徹性能。80年代以來,美國等國家在防護結構的結構形式展開了大量而深入的試驗研究。陸軍工程兵水道試驗站1987年至1991年期間對侵徹過程中的偏航問題進行了試驗,並設計了簡單的偏航結構形式;1991年,美國海軍有關部門則對纖維混凝土柵板做了一系列抗侵入試驗‘”。在國內,1995年,錢七虎、王明洋等人對含鋼球的鋼纖維混凝土遮彈層的抗侵徹性能進行了試驗研究和機理分析。2001年,工程兵科研三所開展了“複合遮彈層”研究,研製出“表面異形偏航板+鋼纖維混凝土”、“鋼管柵混凝土”、“鋼球混凝土”等多種組合形式的遮彈層,並進行了模型彈侵徹試驗;陳聯平、王明洋等人對含高強RPC球的RPC遮彈層進行了一系列抗侵徹試驗研究;有文獻對彈體垂直侵徹中的攻角效應進行了簡單分析,沒有考慮彈體與異形體相對尺寸對彈體偏航效應的影響。以上研究主要集中於試驗方面,但由於偏航結構形式的多樣性,彈體自身運動狀態複雜等因素的影響,對彈體偏航力學機理目前並沒有完全認識清楚。因此,還不能為實際遮彈層設計提供理論依據。
針對以上問題,陳萬祥從理論上了彈體撞擊異形體後引起的攻角效應(包括撞擊後的攻角、角速度和彈體質心運動速度)及異形體尺寸對攻角效應的影響。

迎角

迎角(Angle of attack)對於固定翼飛機,機翼的前進方向(相當於氣流的方向)和翼弦(與機身軸線不同)的夾角叫迎角,也稱為攻角,它是確定機翼在氣流中姿態的基準
迎角大小與飛機的空氣動力密切相關。飛機的升力升力係數成正比;阻力與阻力係數成正比。升力係數和阻力係數都是迎角的函式。在一定範圍內,迎角越大,升力係數與阻力係數也越大。但是,當迎角超過某一數值(稱為臨界迎角),升力係數反而開始減小,同時由於迎角較大時,出現了粘滯壓差阻力的增量,阻力係數與迎角的二次方成反比,當超過臨界迎角時,分離區擴及整個上翼面,阻力係數急劇增大。這時飛機就可能失速
因此,迎角是重要的飛行參數之一,飛行員必須使飛機在一定的迎角範圍內飛行。所以有的飛機有一塊專門指示迎角的儀表——迎角表。有的飛機還有失速警告系統。當實際迎角接近臨界迎角而使飛機有失速的危險時,失速警告系統即發出各種形式的告警信號。

彈體撞擊異形體引起的攻角效應

複合遮彈層主要由偏航結構層(表面異形體或強度不均勻材料)和高強高韌阻力層(高強度鋼纖維混凝土)組成,襲擊彈丸首先撞擊偏航結構層。真實的偏航結構層材料構成複雜、結構形式多樣,但本質上它們都是利用非平直表面誘飛彈體撞擊後偏航。
陳萬祥從理論上分析了彈體撞擊異形體的攻角效應和異形體尺寸對攻角效應的影響,主要得出以下幾點結論:
(1)彈體撞擊異形體後明顯產生攻角和角速度,隨著入射角的改變,撞擊後的攻角效應有明顯差別;
(2)彈體攻角主要由速度方向改變而引起,大體上都是當y方向速度發生變號時,攻角達到最大值。因此,在設計偏航結構時,應儘可能增大彈體沿靶體表面方向的速度,而改變或減小其沿靶體法線方向的速度,達到較好誘導襲擊彈偏航的效果;
(3)建立了
碰撞後彈體質心運動方向與x軸的夾角
與兩球形體相對半徑R的關係,發現球形體與彈體之間的尺寸關係在某一範圍內時,彈體偏航效果較為理想。

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