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《基于乘波体的高超音速运载器气动布局设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2005年2月北京航空航天大学学报February2005第31卷第2期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsVol.31No12基于乘波体的高超音速运载器气动布局设计张东俊王延奎邓学蓥(北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京100083)摘要:采用基于无粘锥形流的反设计方法以Ma=6为设计点设计具有高升阻比的乘波体外形;取基准圆锥激波角为12°,并利用上表面的膨胀降压作用,这一外形优化有效提高了乘波体的升阻特性,在考虑粘性影响的情况下Ma=6时的升阻比可从3.3563提高到4.5
2、981;将具有高升低阻效能的乘波体作为机身初步设计单级入轨运载器布局,通过数值模拟的方法进行研究,结果表明布局在大速度范围内的升阻比得到了令人满意的结果,同时具备静稳定性.关键词:气动构形;气动特性;升阻比;乘波体;静稳定性中图分类号:V211文献标识码:A文章编号:100125965(2005)0220177205AerodynamicconfigurationofhypersonicvehiclebasedonwaveriderbodydesignZhangDongjunWangYankuiDengXueying(SchoolofAeronauti
3、cScienceandTechnology,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China)Abstract:Thewaveriderwithhighlift2dragratiowasdesignedbytheinverse2designmethodbasedoninviscidconicalshockwave.Whenthebasicconicalshockwaveis12°,aneffectiveimprovementofthelift2dragratiowasob
4、tainedfortheeffectofthedecreaseofthepressureontheuppersurfaceofthewaverider.Astheresultofthefig2urationoptimization,thevalueoflift2dragratioincreasedto4.5981from3.3563takingaccountoftheviscousef2fectatMach6.Anhypersonicconfigurationofthesingle2stage2to2orbit(SSTO)adoptingthewave
5、riderwithhighliftandlowdragasthebodywasdesigned.Throughthewayofnumericalsimulation,theprimaryresultshowsthatthisconfigurationwithstaticstabilityhasasatisfyingvalueofL2Dratio.Keywords:aerodynamicconfiguration;aerodynamiccharacteristics;lift2dragradio;waverider;staticstability对于天地
6、往返系统来说,单级入轨SSTO(Sin2比的运载器气动布局是非常关键的.本文就是基gle2StagetoOrbit)水平发射可重复使用的运载器于这一方案的需要而进行的研究:探索符合要求是人类长期渴望达到的目标.其军事与经济价值的运载器气动布局,使其从起飞到入轨之间的大是显而易见的.使用液体火箭发动机作为动力,采速度范围内都具有良好的升阻特性以及必要的稳用高升阻比的气动外形,以水平或倾斜方式发射操性能.运载器,沿优化弹道入轨和返回,这是一项很值得研究的一种SSTO解决方案.采用水平发射的运1乘波体机身的设计及其优化载器,利用助推发射车获得必要的动能,在发
7、射阶讨论的运载器布局要求尽量利用大气层内飞段也充分利用运载器的升力体效应,以更少的燃行阶段布局自身的升力效应,特别是希望在非常料消耗达到入轨条件,从而获得巨大的经济效应.高的速度下仍然具有良好的升阻特性.根据这一可以看出,在这一全新的方案中,一个在大速度范设想选取乘波体作为基本的布局外形.乘波体是围内特别是超音速甚至高超音速时均具有高升阻一种高超音速飞行器,在超音速甚至高超音速时收稿日期:2004206220作者简介:张东俊(1979-),男,陕西岐山人,硕士生,zdjstrength@sina.com.178北京航空航天大学学报2005年[1]具有高
8、升力和低阻力的优点.称为乘波体原型(如图3和图4所示).1.1基本乘波体外形的设计[2]设计基
