卷曲尾翼弹丸异常滚转力矩的机理

卷曲尾翼 (WAF) 弹丸即使在零自由流迎角下也会出现非对称滚转力矩，及其诱发滚转反转和共振不稳定性的可能性早已为人所知。诱导滚转力矩的符号会根据 WAF 的构型（凹面朝向滚转方向或反之）以及亚音速和超音速马赫数之间发生翻转。在本工作中，我们提出了一种简单的机理，可以解释亚音速状态下 WAF 弹丸的异常滚转行为。通过将弯曲尾翼建模为离散的展向直线段，卷曲尾翼可以近似为带有偏转小翼的机翼，文献中关于此类机翼构型的实验数据即可应用于 WAF 弹丸的弯曲尾翼。可以看出，弯曲尾翼的升力特性会因翼尖相对于局部流动迎角向上或向下偏转而有所不同。基于 WAF 火箭上一对相对放置的弯曲尾翼之间的这种差异升力，便可以解释所观察到的诱导滚转力矩的符号，及其在小迎角下对自由流迎角的依赖关系。差异升力及由此产生的诱导滚转力矩的物理机理，可追溯至卷曲尾翼尖端的展向位置与翼尖涡的抬升高度。