面向非设计工况的激波针-喷流复合构型研究

作者：李珺; 王俊峰; 赵雅甜^*; 罗世彬

来源：航空学报, 2022, 43(09): 329-344.

• 减阻防热
• 激波针
• 喷流
• 非设计工况
• 高超声速

逆向喷流激波针可有效降低设计工况的阻力和驻点热流，然而其在有攻角的非设计工况下面临减阻防热性能严重恶化的挑战。为此，对多喷流激波针减阻防热方案进行了数值模拟研究，探索了“激波针-逆向喷流-侧向喷流”复合构型的减阻防热效果，分析了该方案在非设计工况下的减阻防热机制，对比了侧向喷口数量和分布间距对减阻防热性能的影响规律。结果表明：有攻角条件下，激波针迎风侧斜激波会与钝头体前的再附激波发生干扰，导致热流和压力峰值远高于钝头体驻点值。通过在激波针迎风侧施加侧向喷流，可推离侧向激波，降低斜激波与再附激波的干扰强度，达到显著的减阻防热效果，实现壁面热流峰值降低53.8%、阻力系数降低36%。进一步研究发现，在喷流质量流量一定的情况下，增加侧向喷口数量与扩大喷口分布间距均会降低阻力，但一定程度上增大了热流峰值。具体而言，当喷口数量从1增加到4，阻力系数可降低6.5%，但热流峰值增加了10.8%；当喷口间距从4 mm增加到8 mm，阻力系数可降低13.2%，但壁面热流峰值增大了4.9%。

• 单位
  中南大学; 航天学院