临近空间升浮一体飞行器气动优化设计

作者：柳龙贵; 牛会鹏; 胡星志^*; 江雄; 韦广健

来源：空天技术, 2023, (05): 33-40.

DOI：10.16338/j.issn.2097-0714.20230131

• 临近空间
• 升浮一体
• 气动外形优化
• CAESES
• 参数化建模

临近空间飞行器近年来得到了广泛的关注和研究。为提高升浮一体飞行器抗风能力和驻空时间，对升浮一体飞行器气动外形优化进行研究。基于CAESES软件对升浮一体飞行器进行三维全参数化建模，可通过调节11个参数改变飞行器气动外形。建立了“设计→仿真→优化”自动化仿真流程，通过智能优化算法对升浮一体飞行器进行气动优化，优化目标函数综合考虑飞行器的升阻比和自身重量。通过计算流体力学方法对不同气动外形进行仿真，得到飞行器升阻比等气动特性。结果表明，优化后的升浮一体飞行器升阻比提高43%，减重16.6%。升浮一体飞行器阻力减小，有效载荷增大，总体性能得到明显提升。