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  • 1 # 鄭太尉觀天下

    柵格翼是由外部框架和內部柵格佈置形成的空間多升力面系統,其基本構型分為框架式與蜂窩式,蜂窩式又分為正置和斜置。柵格翼起源於飛行器設計初期所採用的由多翼面組成的升力系統,但由於多翼面升力系統在當時的技術條件下存在結構、重量、阻力、工藝等方面的缺陷,長期以來飛行器設計中單翼升力面占主導地位。隨著技術的進步,人們對起源於多翼面升力系統的柵格翼的效能特點認識不斷深入,用其作為各類飛行器氣動穩定面與控制面的優勢不斷凸顯。

    柵格翼作為新型氣動部件,在升力特性、鉸鏈力矩特性、摺疊特性、強度特性等方面較傳統平面翼具有不可替代的優點,主要效能特點包括:1、升力特性好,大攻角狀態仍能保持良好線性,不易失速;2、壓心漂移小,可有效減小鉸鏈力矩,降低對舵機的要求,減輕舵機質量;3、弦向尺寸小,可緊貼彈體摺疊安裝,減小尺寸,利於儲存,摺疊狀態可在自身空氣動力矩作用下自動開啟;4、強度質量比大,有利於降低結構質量;5、阻力較大,可用作減速部件,合理設計降低阻力後可拓寬使用範圍。

    此外,柵格翼還有以下特點:1、作為空間多升力面系統,柵格尾翼縱向格片對升力仍有貢獻,比平板尾翼利於提高全箭靜穩定性,可提供更大法向過載,提高機動效能;2、對於採用鴨舵控制滾轉的火箭/導彈,在攻角非零情況下,受脫體渦影響,尾翼為平面翼時易出現滾轉控制耦合問題,甚至產生控制反效,採用柵格翼時滾轉控制更為有效,為解決鴨式佈局滾轉耦合問題提供了思路;3、在大攻角狀態柵格尾翼仍可保持偏航方向穩定性,也具備大攻角狀態橫向機動的能力;4、柵格翼跨聲速階段產生氣流壅塞現象,第一臨界馬赫數附近壓心繫數變化皆較大,對飛行器靜穩定性產生較大影響。

    前蘇聯於20世紀50年代初就對柵格翼進行了研究,進行了大量氣動計算和實驗,開展了柵格翼結構、強度、生產工藝的研究,形成了柵格翼設計方法,併成功將柵格翼用作聯盟號宇宙飛船救生逃逸系統的穩定、減速部件,1963年實現了首次發射。N-1探月火箭一級採用柵格翼作為穩定面,在轉運過程中柵格翼摺疊,1969年進行了首次發射。

    美國柵格翼相關研究始於20世紀80年代中後期,1991年產生了第一個關於柵格翼技術的專利。美國在MOAB炸彈上實現了柵格翼的首次應用,將柵格翼用作穩定面與控制面,MOAB炸彈於2003年3月11日開展了首次試驗。美國空軍干擾彈MALD採用複雜構形可摺疊柵格翼,可從B-52轟炸機、F-16戰鬥機等平臺發射以干擾對方防空力量。此外,美國在“獵戶座”逃逸飛行器及無逃逸塔的逃逸飛行器方案中同樣使用了柵格翼。

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