流体推力矢量技术的应用验证研究进展.docx

流体推力矢量技术的应用验证研究进展3开展建议经过近年来的持续探索，国内外研究人员在FTV领域已经积累了非常丰富的研究经验，国外科研机构已开展了假设干次飞行试验验证，推动了FTV技术成熟度的显著提升通过上述针对FTV技术进行应用验证研究的技术细节分析，对今后FTV技术研究提出如下的开展建议，为FTV技术如何进入工程化应用提供一定的参考〔1〕FTV的技术难点之一在于，引入的二次流很难对发动机喷流进行精准控制，实施不当有可能使主喷流偏转不够降低控制效率，或者过偏转失控，以及出现双稳态、迟滞、非线性现象比照BAE系统公司研发的两代验证机DEMON和MAGMA在FTV系统关键结构特征的演变，FTV喷管形状、尺寸等核心几何参数是获得可靠性能的关键因此未来的重点工作应对喷管结构进行精细化设计，通过精准的几何形状控制来调节二次流以及主流的流动性能，以保证获得高控制效率的同时具有良好的控制响应特性〔2〕FTV技术工程应用需要更多的系统集成性验证，由于涉及各项系统的匹配与衔接问题，在孤立的FTV设备上无法发现的问题，只有在不同层次的系统集成验证中才能发现并解决例如，通过系统集成进一步研究和掌握FTV技术的时变性能。

一方面是发动机对矢量系统瞬态操作的闭环响应，即快速/间歇性需求对发动机性能的影响；二是外部流对由流体推力矢量系统引起的局部变化响应时间，了解控制阀操作与飞机负载之间的关系，以探索飞行器对干扰抑制的响应利用二次流进行飞行控制，假设需要从发动机引气，就会降低发动机性能需要在概念设计阶段考虑飞发一体化设计，综合评估发动机性能下降和获得控制收益的关系，研究如何利用最少的二次流实现预定的偏转控制试飞验证方面，有限的试飞中，只是在低速平飞状态下对流体飞行控制系统进行了演示，起降、机动等其他复杂飞行条件尚未有报道，并未验证低速大迎角飞行时的控制特性，高马赫数飞行的试飞验证仍然具有极大的挑战〔3〕能否采用流动控制技术在亚声速范围内替代活动操纵面，以彻底解决活动舵面带来的隐身、维护、重量等问题，是未来飞行器设计的研究热点之一已有研究说明，FTV技术在进行纵向俯仰控制时效率较高，也可用于无尾布局的航向控制，但是尚不能完全替代全部舵面以实现飞机六自由度操控目前可行的方案是将CCW与FTV配合使用，CCW主要用于横向操控和提供起降升力，FTV俯仰控制力矩较大，可弥补CCW纵向力矩小的缺乏在DEMON和MAGMA两架验证机上均采用了CCW和FTV协同控制，NATOAVT-239任务组对各类流动控制技术进行综合评估时，认为ICE和SACCON的流体飞行控制最优方案是CCW和FTV两项技术的组合使用。

未来的研究工作可以延续这个思路，继续探索CCW和FTV的最优协同控制方案此外，流动控制技术在超声速领域的应用，还需要探索其他其他解决方案参考文献【1】DeereKA.SummaryoffluidicthrustvectoringresearchconductedatNASAlangleyresearchcenter[R].AIAA-2021-3800，Orlando，Florida：2021.【2】肖中云，江雄，牟斌，等.流体推力矢量技术研究综述[J].实验流体力学，2021，31〔4〕：8-15.XiaoZhongyun，JiangXiong，MouBin，etal.Advancesinfluidicthrustvectoringtechniqueresearch[J].JournalofExperimentsinFluidMechanics，2021，31〔4〕：8-15.〔inChinese〕【3】贾东兵.关于推力矢量控制技术的探讨[J].航空动力，2021〔3〕：25-27.JiaDongbing.Discussiononthrustvectorcontroltechnologies[J].AerospacePower，2021〔3〕：25-27.〔inChinese〕【4】徐悦，杜海，李岩，等.基于射流飞控技术的无操纵面飞行器研究进展[J].航空科学技术，2021，30〔4〕：1-7.XuYue，Duhai，LiYan，etal.Progressresearchoffluidicflightcontroltechnologyforflaplessaircraft[J].AeronauticalScience&Technology，2021，30〔4〕：1-7.〔inChinese〕【5】韩杰星.流体矢量喷管内外流耦合研究[D].南京：南京航空航天大学，2021.HanJiexing.Astudyforinner-outerflowcouplingofthefluidicthrustvectornozzle[D].Nanjing：NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2021.〔inChinese〕【6】溫俊杰.无源受控扰动下Coanda附壁射流离壁过程研究[D].南京：南京航空航天大学，2021.WenJunjie.StudyonthetransientseparationprocessofCoandawall-attachedjetunderpassivecontrolledexcitation[D].Nanjing：NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2021.〔inChinese〕【7】赵雄.基于无源流体推力矢量喷管的飞行器控制技术试验研究[D].南京：南京航空航天大学，2021.ZhaoXiong.Experimentalresearchonvehiclecontroltechnologybasedonpassivefluidicthrustvectoringnozzle[D].Nanjing：NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2021.〔inChinese〕[8]林泳辰.新型流体矢量喷管的应用研究[D].南京：南京航空航天大学，2021.LinYongchen.Anapplicationresearchonthenewfluidicthrustvectornozzle[D].Nanjing：NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2021.〔inChinese〕[9]WarsopC，CrowtherWJ.Fluidicflowcontroleffectorsforflightcontrol[J].AIAAJournal，2021，56〔10〕：3808-3824.[10]WarsopC，ForsterM，CrowtherWJ.SupercriticalCoandabasedcirculationcontrolandfluidicthrustvectoring[R].AIAASciTechForum.SanDiego，CA：2021.[11]MasonM，CrowtherWJ.Fluidicthrustvectoringoflowobservableaircraft[C]//CEASAerospaceResearchConference，Cambridge，2021.[12]PilmoorM.PitchcontrolofalowobservableUAVusingfluidicthrustvectoring[D].Manchester：ManchesterUniversity，2021.[13]GillKJ.Thedevelopmentofcoflowfluidicthrustvectoringsystems[D].Manchester：ManchesterUniversity，2021.[14]LyttonA.Large-scaleapplicationoffluidicthrustvectoring[D].Manchester：ManchesterUniversity，2021.[15]ChippindallJ.Geometricoptimisationofnozzlesforsupersonicfluidicthrustvectoring[D].Manchester：ManchesterUniversity，2021.[16]AshleyJ.Aftdecksupersonicthrustvectoring[D].Manchester：ManchesterUniversity，2021.[17]JegedeO.Dual-axisfluidicthrustvectoringofhighaspectratiosupersonicjets[D].Manchester：ManchesterUniversity，2021.[18]AfilakaO.Normalblowingfluidicthrustvectoringforsupercriticalaft-deckconvergent-divergentnozzles[D].Manchester：ManchesterUniversity，2021.[19]SongMJ，ChangHB，ParkSH，etal.Applicationofbackstepcoandaflapforthesupersonicco-flowingfluidicthrustvectorcontrol[R].SanJose，CA：AIAA-2021，2021.[20]ClandraST，KushariA，ModyB，etal.Fluidicthrustvectoringusingtransversejetinjectioninaconvergingnozzlewithaft-deck[J].ExperimentalThermalandFluidScience，2021，86：189-203.[21]蔡琰.國外射流飞行控制技术开展及前景分析[J].航空科学技术，2021，31〔1〕：85-86.CaiYan.Developmentandprospectanalysisofforeignfluidicflightcontroltechnology[J].AeronauticalScience&Technology，2021，31〔1〕：85-86.〔inChinese〕[22]曹永飞，顾蕴松，韩杰星.流体推力矢量技术验证机研制及飞行试验研究[J].空气动力学学报，2021，37〔4〕：593-599.CaoYongfei，GuYunsong，HanJiexing.Developmentandflighttestingofafluidicthrustvectoringdemonstrator[J].ActaAerodynamicsSinica，2021，37〔4〕：593-599.〔inChinese〕[23]龔东升，顾蕴松，周宇航，等.基于微型涡喷发动机热喷流的无源流体推力矢量喷管的控制规律研究[EB/OL].航空学报， ：//kns ：//kns [24]FieldingJP，MillsA，Smith。