高超声速气动热标模HyHERM-Ⅰ试验

为满足高超声速飞行器气动热环境预测与评估技术发展需要,开展了以地面试验数据为基础的高超声速气动热标模研制工作。标模试验涵盖了不同马赫数Ma(6,8,10,12)、雷诺数Re、总温T_(0)、前缘半径、攻角等,在Ma、Re模拟基础上,进行T_(0)模拟,并详细分析了流场参数的不确定度,Ma、Re、T_(0)、总压P_(0)不确定度分别优于±1%、±10%、±6%、±3%。设计了表征二维流动的“平板-双楔”气动热标模HyHERM-I,采用薄膜热电阻、热电偶传感器测量模型表面热流及边界流态,并结合高速纹影分析了分离区流动特点。试验结果表明:驻点热流重复性测量精度优于±5%。尖前缘、大压缩角下拐角分离区增大。尖前缘、高雷诺数、低马赫数状态下边界层流动更易转捩并发展为湍流,同时转捩和湍流可在一定程度上抑制流动分离并减小分离区。HyHERM-I气动热标模试验数据丰富、详实,可为数值方法验证与确认、试验技术验证、天地相关性分析以及高超声速飞行器设计等提供参考。