题目：栅格舵气动特性及舵控系统验证 高速风洞试验技术研究

栅格舵是由外部框架和内部众多的薄格壁布置成框架形式或蜂窝形式的空间多升力面系统，其体积小，气动效率高，用做导弹或火箭的空气动力控制舵面有其独特的优势。国内开展栅格舵研究工作已经持续了二十多年，在气动基础理论研究方面取得了一定成绩，但由于缺乏可靠的风洞试验技术，尤其是高速风洞试验技术，严重制约了栅格
舵的工程设计与应用。栅格舵高速风洞试验技术存在诸多技术难点。首先，栅格舵结构特殊，其栅格壁厚度、弦长等几何尺寸与弹体长度相比差别非常大，完全几何相似设计试验方案将导致模型制造、检验困难，气动模拟的真实性难以保证；其次，从栅格舵自身气动特点来看，其法向力较大，扭矩是小量，舵面气动特性的准确测量是国内外公认的技术难点；另外，在栅格舵舵控系统工作性能地面验证技术方面，舵面的动态加载技术也存在较多的困难。基于此，本文在国内生产性高速风洞开展了栅格舵试验技术研究工作。

本文首先采用数值模拟与风洞验证试验相结合的技术手段，在FL-26 和FL-28 风洞建立了栅格舵弹舵一体多天平同时测力风洞试验平台。在该试验平台建设中，突破了短尺寸、大弯矩、小扭矩、高精度舵天平研制的关键技术；建立了栅格舵风洞缩比模型强度限制条件以及格壁局部加厚气动修正方法。同时，解决了舵天平横轴式安装条件下与
主天平同时测力的系统结构设计难点，提出了一种爪盘式的连接方式，保证了舵与天平的连接、紧固、角度定位的一致性和可靠性，提高了舵面气动力测试的精度。采用本平台的风洞试验结果与相关文献结果吻合一致。

为研究单独栅格舵气动特性，避免弹舵一体试验中模型的缩尺效应，本文在FL-23风洞建立了单独栅格舵风洞侧壁支撑试验平台。在该平台结构设计中，利用滚筒式双轴承支撑的载荷传递新型结构，成功解决了栅格舵法向载荷大、弯矩大的难题，并保证了迎角机构转动灵活，定位准确。驱动电机迎角控制系统与风洞测控系统的对接，共同构成试验平台可靠的测控系统。在研究单独舵弹体洗流影响过程中，本文以文献经验公式为基础，结合平台试验数据分析验证，建立了一种合理的修正方法。

为了验证全尺寸栅格舵舵控系统工作性能，本文首次在国内高速风洞中建立了综合验证平台，成功地解决了大载荷风洞侧壁支撑、天平研制、模型保护、舵面变形测试、多变量复合实时测控系统建立等多项复杂技术的设计与集成，实现了全尺寸舵控系统在高速风洞中持续动载荷条件下的工作性能验证，包括对舵结构强度、刚度、舵面动态响应特性等实时监控与检验等，为舵控系统气动、结构与控制等方面设计提供了可靠的风洞试验数据。

总体来说，本文立足于中国空气动力研究与发展中心高速所跨超声速风洞群，在国内首次较系统的研究了栅格舵气动特性和舵控系统工作性能验证的试验技术问题。研究成果曾获全军科技进步三等奖，并成功应用于“XX”系列小型运载火箭空中飞行试验，为我国在快速应急反应空间运载飞行器研制领域在国际上占据领先地位奠定了基础。