短钝锥上升器的超声速阻力特性仿真和优化

降低激波阻力是火星上升器气动优化的重要目标。采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法,针对典型短钝锥上升器外形的超声速阻力特性开展研究,在长细比0.42的设计约束下,比较了13组母线外形的零升阻力,并讨论了纵向静、动稳定性。研究表明:在设计约束下,球鼻大且锥面平缓的钝头形状有低阻特性,原因是超声速气流在经过球鼻后连续膨胀减压,形成了球鼻处小范围的高压区和锥面处大范围的低压区,使整体阻力下降;短钝锥外形有较高静稳定性和呈现临界动稳定性。