内转式进气道/冯·卡门乘波体一体化设计方法

发布时间：2024-05-18 10:31

　　应用特征线理论设计了内转式轴对称基准流场以及外压缩轴对称基准流场,利用激波交线、流线追踪方法等相关技术提出了一种头部进气式的高超声速飞行器内转式进气道/冯·卡门乘波体一体化设计方法,并对生成的一体化构型进行了数值模拟及分析,数值结果验证了该方法的正确性和有效性。该一体化设计方法基本保留了内转式进气道的优良特性,并以高升阻比乘波体为原型构建较高升阻比的一体化构型,从流场耦合的角度出发为减弱机体与进气道之间复杂的波系干扰,实现飞行器内外流的完全耦合进行了探索。

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【部分图文】：

图1内转式基准流场结构示意图

图1为内转式基准流场结构示意图。该基准流场由以下4个部分组成：1）前缘激波依赖区A1-B1-D1。其中壁面曲线A1B1C′1是由一条二次曲线A1B1和一条三次曲线B1C′1组成；从点B1发出引出右行马赫线B1D1交内转式前缘激波A1D1于点D1，此时，定义经过点D1的平面为进气道....

图2外压缩基准流场结构示意图

为了在高超声速条件下壁面曲线生成的回转体产生的激波不脱体，故将冯·卡门曲线修型成尖头冯卡门曲线，其中O2B2为直线段，该尖头冯·卡门曲线的顶角∠A2O2B2与点B2的倾斜角相等，由该方法生成的乘波体称为冯·卡门乘波体。值得注意的是，尖头冯·卡门曲线的顶角∠A2O2B2的取值不能超....

图3设计原理示意图

当外压缩激波位置确定后，给定底部基准面的位置则可确定在该基准面上外压缩激波半径R0，令曲线上点D′和点E′处沿着z轴方向的斜率为零，且给定点D′的z轴方向距离L1和曲线中点的r轴向距离L2，则可唯一确定四次方程的各项系数。曲线方程和各项系数为图5由乘波体前缘线的投影线D′F′G′....

图4乘波体前缘线投影线设计原理图

图5由乘波体前缘线的投影线D′F′G′E′的部分线段D′F′、G′E′沿轴线向前自由延伸分别在外压缩激波上截出乘波体前缘线的一部分DF、GE，由该部分前缘线DF、GE在外压缩基准流场中通过流线追踪方法生成乘波面1（下表面1）、乘波面2（下表面2），沿轴线向后作自由流线直至底部横截....

本文编号：3976805