超声速民机机动飞行的聚焦声爆全场预测方法研究

超声速民机在加速、俯冲等机动飞行阶段会产生强烈的聚焦声爆,其全场预测方法是当前国际上研究的热点和难点之一。由于目前无法承受全域非定常计算带来的成本,故而将聚焦声爆全场预测分为焦散计算和波形预测两部分,并在两部分之间迭代求解得到地面聚焦位置和声爆强度。首先,通过耦合求解机动飞行航迹和声射线传播路径,发展了迭代求交点和推进求包络线两类焦散计算方法。其次,在焦散计算和近场计算加中/远场传播之间迭代求得入射波形,作为求解广义Tricomi方程的输入,发展了一套聚焦声爆全场预测方法,并自主开发了预测程序FC-Boom。最后,采用AIAA第三届声爆预测研讨会标模算例和美国SCAMP项目飞行试验算例,验证了全场预测方法和程序的正确性。该工作可作为聚焦声爆抑制和低聚焦声爆设计的基础。

一种基于多目标决策的超音速民机方案评价方法

以旅客对于超音速民机的需求为出发点,结合人机环境工程中的人体疲劳概念,采用一种基于多目标决策的超音速民机方案评价方法,对超音速民机方案进行评价。将旅客对于旅行快速性、舒适性和经济性方面的要求作为建模的基本属性,建立旅客出行时对于飞机机型选择的多目标决策模型,从市场需求的角度来论证超音速民机方案的可行性。阐述了该可行性方案研究方法的实现原理及建模步骤,并将方法用于新一代超音速民机的初步方案评价中。

静音锥对超声速民机低声爆效果的影响

声爆问题是制约超声速客机商业运营的重要因素之一。为抑制声爆,湾流公司提出了安装于机头的静音锥方案,取得了一定的效果。但静音锥方案也存在一定的不足,主要体现在难以配平以及作动机构复杂的问题。针对此问题提出了一种改进的圆滑过渡静音锥方案,并使用基于雷诺平均(RANS)方程的CFD求解器HUNS3D和基于Thomas波形参数法的远场FL-BOOM声爆传播程序,验证了所提方案对于抑制超声速飞机声爆的有效性,并就静音锥的多项特征对其降低声爆效果的机理进行了分析,证明了影响多级静音锥降爆效果的主要因素是长度而不是级数,但长度增加对低声爆效果也有利。研究结果对超声速飞机静音锥设计具有重要的参考价值。

Modern problems of aircraft aerodynamics

The article represents the discussion of several separate directions of investigations,which are performed by TsAGI flight vehicles aerodynamics specialists at the time.There are some major trends of classical layout of route aircraft and also peculiarities of some prospective flight vehicles.Also there are some hypersonic vehicles aerodynamics questions examined along with problems of creation of civil supersonic transport aircraft.There is a description given for well-known and some newer methods of flow control for drag reduction.