IMECH-IR  > 高温气体动力学国家重点实验室
基于非均匀半径型线的高超声速飞行器前缘钝化应用研究
Alternative TitleStudy and Application of Non-uniform Radius Bluntness for Hypersonic vehicles
屈志朋
Thesis Advisor崔凯
2014
Degree Grantor中国科学院研究生院
Place of Conferral北京
Subtype硕士
Degree Discipline流体力学
Abstract飞行器头部或翼舵前缘的热防护问题一直是高超声速飞行器研究的重点问题。钝化防热简单有效,是目前工程中使用最为广泛的一种方法。本文在课题组已有工作基础上,以数值模拟为主要工具,考虑轴对称细长体、乘波体、和非圆截面体等几种典型飞行器构型,开展了非均匀半径型线钝化(简称非均匀钝化)气动力/热性能计算,并与均匀半径型线钝化(简称均匀钝化)的相应结果进行了比较,考查了非均匀半径型线钝化的实际效果,以便为进一步的实际应用提供参考。本文主要工作及结果简述如下: 针对典型旋成体比较了均匀/非均匀钝化外形的气动力性能,结果表明,非均匀钝化在保持峰值热流有效降低的基础上,当钝化半径较小时,由于前缘流向投影面积占整个旋成体流向投影面积比重较小,采用上述两种钝化形式时,前缘气动力性能对总体气动力性能影响不大,但随着钝化半径/高度的增加影响会逐渐增大。 计算分析了两种不同钝化外形对乘波体气动力/热性能的影响。结果表明在较小的钝化半径/高度下,两种不同钝化外形对乘波体气动力性能影响不大,且在一定攻角范围内两种钝化外形对乘波体气动力性能影响甚微。同时,在相同的钝化半径/高度下,非均匀钝化外形较均匀钝化外形有较好的热防护效果。即使在10度攻角工况下热流峰值仍有4%的降低。 计算分析了两种不同钝化外形对非圆截面体气动性能的影响。首先基于大量的计算对非圆截面体的基准母线进行了比较,在此基础上以3/4幂次曲线为基准母线获得非圆截面体基本外形。之后考查两种不同钝化外形对非圆截面体气动力/热性能的影响。计算结果同样表明,在一定攻角范围内,非均匀钝化外形的热流峰值更小,且在钝化半径尺度较小时,采用两种钝化所获得构型气动力基本相当。 本文工作进一步验证了非均匀钝化在各种三维构型中的应用效果,也给出了这种钝化形式的大致应用范围。当钝化尺度较小,且飞行器的攻角变化范围不大时(如具有尖锐前缘需求的吸气式高超声速巡航飞行器),采用非均匀钝化可进一步降低飞行器前缘的峰值热流,更好的保证飞行器的安全。
Call Number31108
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/48978
Collection高温气体动力学国家重点实验室
Recommended Citation
GB/T 7714
屈志朋. 基于非均匀半径型线的高超声速飞行器前缘钝化应用研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2014.
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