尾喷管构型对类乘波飞行器性能影响

采用二维耦合隐式欧拉方程和标准k-ε湍流模型对类乘波飞行器内外流场进行了数值仿真研究,离散采用二阶迎风格式,在考虑粘性影响的前提下,分析了倾角为8,°11,°13°和15°的尾喷管对类乘波飞行器分别处于进气道关闭、发动机通流以及发动机点火三种不同的工作状态下性能的影响。结果表明当尾喷管倾角为11°时,飞行器的升力特性、阻力特性和俯仰力矩性能得到了权衡,性能得到了提高,为下一步的改进工作提供了参考。

类乘波飞行器弹道性能研究

火箭基循环发动机作为飞行器的推进系统,同时兼顾较大推重比和高比冲,将火箭基组合循环发动机和类乘波飞行器机身一体化,考察其对飞行器弹道性能的影响,具有深远意义。对类乘波飞行器飞行弹道分别建立大气模型、动力学模型、空气动力模型和推进模型,采用龙格-库塔法研究其弹道性能随时间的变化趋势,结果表明该飞行器在助推结束后消耗燃料少,占总质量的比重不超过5%,且助推结束后前50 s速度和飞行航道倾角变化剧烈,随后变化渐趋平缓,利于控制,能够满足未来空天飞行器对安全性和可靠性的要求。

类乘波飞行器进气道/隔离段数值仿真研究

采用二维耦合隐式NS方程和标准k-ε湍流模型对超燃冲压发动机进气道/隔离段进行了数值仿真研究,分析了隔离段出口反压、长高比以及进气道入口马赫数对进气道出口性能参数的影响,发现反压对进气道出口参数影响很小;长高比对进气道出口上下壁面处静压影响较大,但对出口处马赫数及静温影响很小;进气道入口马赫数的变化对出口上下壁面处静压影响剧烈,且随着入口马赫数的增加,进气道出口马赫数和静温均增加,入口马赫数越低,进入隔离段内的气流越均匀。

类乘波体飞行器气动加热的工程计算方法

针对类乘波体总体优化设计的需要,采用参考温度法和经验公式,计算了类乘波体飞行器在助推段和巡航段的气动加热.利用气动加热、蒙皮表面热辐射以及蒙皮内部热传导建立了热流量方程,求出了机身驻点和机翼前缘在助推段的温度-时间历程,以及巡航段内机身机翼迎风面中心线上的温度分布.结果表明,助推段驻点温度上升很快,在巡航一段时间后温度逐渐达到平衡;沿机身方向边界发生转捩,转捩区内温度增加,高马赫数可推迟转捩点,大攻角则提前转捩点.该方法可应用于高超声速类乘波体飞行器的概念研究和多目标优化设计.

类乘波体飞行器的气动力工程计算(英文)

为估算高超声速类乘波体飞行器的纵向气动力,以三角形面元逼近飞行器外形,根据飞行器迎/背风面情况分别采用达黑姆-巴克法、普朗特-迈耶耳法、切锥法和膨胀波方法计算无粘气动力;通过经验公式估算粘性阻力,并考虑飞行器主要部件之间的气动干扰情况,计算了翼片之间、翼身之间的气动干扰因子,得到整个飞行器的气动力。为验证该方法,以某飞行器为例进行了计算,计算结果与CFD吻合。

基于神经网络的类乘波体飞行器FADS算法研究

大气数据是飞行器飞行的重要参数,大气数据系统是必备的机载航电系统。嵌入式大气数据系统(FADS)是新一代大气数据系统,可用于类乘波体飞行器。飞行器外形特殊,大飞行包线内FADS压力场模型复杂,解算算法尚不完备。针对飞行器的特点,利用三维几何建模和计算流体动力学(CFD)计算的方法,分析FADS压力场模型特性,设计并验证了基于神经网络的类乘波体飞行器FADS算法,结果表明,算法对马赫数、攻角和侧滑角大气参数的解算可行有效。