科研之友
微信
新浪微博
Facebook
分享链接
摘要
乘波体的高升阻比优势使其在高超声速飞行器设计中极具应用前景.在实际工程应用中,为了满足防热要求,乘波体前缘必须进行钝化处理,前缘钝化对乘波体气动性能会产生显著影响.因此,原始尖前缘最优乘波体并不能保证钝化后仍为最优.针对这一问题,首先研究了前缘钝化对不同构型升阻特性的影响程度和作用机理.结果表明:前缘钝化会造成乘波体升力小幅度降低,阻力大幅增加,升阻比显著降低;其中钝前缘本身的波阻在阻力增量中起主导作用,而钝前缘本身的摩阻增加量与物面的摩阻降低量十分接近.基于上述结果,提出了一种高效评估钝前缘乘波体气动力的方法,并结合遗传算法,开展了直接考虑前缘钝化影响的乘波构型优化设计研究,获得了钝前缘最优构型.通过CFD数值模拟对最优构型的气动力特性进行评估,结果表明:在不同飞行高度、不同升力和不同钝化半径约束下,相比尖前缘最优构型,钝前缘最优构型宽度变窄,相同纵向位置处的后掠角增大,且升阻比显著提升.在M∞=15, H=50 km, CL=0.3约束条件下,钝化半径R=10 mm的钝前缘最优构型设计点升阻比相比尖前缘最优构型提升量可达9.32%.
-
单位中国科学院大学; 高温气体动力学国家重点实验室; 中国科学院力学研究所
