基于可变马赫数锥形流场的定平面形状乘波体设计方法研究

传统乘波体设计方法设计状态单一,乘波体偏离设计点状态时高升阻比性能优势难以保持,限制了乘波体在宽速域气动布局设计中的应用.文章从密切锥乘波体理论出发,通过在不同密切面内布置不同马赫数的锥形流场,提出基于可变马赫数流场的定平面形状乘波体设计方法,根据给定前缘型线生成不同展向马赫数分布的基准外形.使用计算流体力学技术分析流场激波结构以及升阻力性能和纵向稳定性,并与传统使用固定马赫数锥形流场的乘波体外形作比较,探索这种定平面形状乘波体在高超声速范围内的宽速域特性.结果表明,基于可变马赫数流场的定平面形状乘波体设计是可行的,可以有效扩大设计空间;在高超声速阶段的宽速域范围内,可变马赫数乘波体具有均衡的升阻比和容积率;但可变马赫数基准流场对纵向稳定性的影响很小.比较等容积、同样平面形状的固定马赫数乘波体,发现在高超声速阶段,可变马赫数乘波体的宽速域升阻性能没有明显优势.