吸气式高超声速飞行器内外流同时测力试验

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaMar．252015VoI，36No．3797．803ISSN1000—6893CN11-1929／Vhttp：Hhkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．cn吸气式高超声速飞行器内外流同时测力试验王泽江1’2一，孙鹏2，李绪国2，唐小伟21．西北工业大学航空学院，西安7100722．中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，绵阳621000摘要：为研究吸气式高超声速飞行器新型测力试验技术的可行性，在马赫数Ma一6、高度H一27km模拟飞行环境下开展了风洞试验。以轴对称

2、吸气式高超声速飞行器无舵翼简化构型为研究对象，通过合理的试验系统设计解决内外流解耦关键技术，采用两个环式六分量天平在同一车次上测量模型内外流气动力载荷。试验结果表明：内外流气动力天平测量数据和全模气动力数据准确反映了内外流解耦、内外流窜流、进气道起动／不起动以及溢流影响等物理现象；从物理上实现了内外流解耦；内流气动力对全机气动性能贡献大；内外流解耦、进气道起动时，气动力数据准确、重复性好；窜流产生的传力属于内力。试验证明，同时测力试验技术可行，为解决内外流气动数据源于不同试验所致的不确定性问题提供了有效手段。关键词：高超声速飞行器；风洞试验；气动力；模型设计；进气道；内

3、外流解耦中图分类号：V211．48；V211．753文献标识码：A文章编号：1000—6893(2015)03—0797—07高精度内外流气动力数据是吸气式高超声速一体化飞行器气动／推进性能预测的基础。在当前技术条件下，一体化飞行器的气动力数据主要来源于大量地面试验。由于内外流耦合严重，不同飞行阶段进气道状态多变，通过地面试验直接测量内外流气动力载荷困难，需要根据不同的飞行器气动界面划分方法口。33发展不同的测力试验技术[4。8]，并在各类、多种尺度地面设备上开展系列试验。这样，采用源于不同试验的内外流气动力数据预测一体化飞行器气动／推进性能时，就面临设备种类、设备模拟

4、准则、试验天候以及模型尺度差异所致的数据不确定性对预测精度影响问题。在工程设计过程中，这些问题必须予以解决。经验表明，同一标模不同设备的测力试验数据，都存在较大偏差。目前，利用天平单独测量内流或外流气动力的地面试验技术成熟。常规通气模型测力试验，可得到高精度的外流气动力数据。许晓斌等[83发展的内流道阻力直接测量技术，可获得三分量内流气动力天平测量数据。基于内外流气动力单独测量试验结果，能开展一体化飞行器气动／推进性能预测。由于内外流气动力数据源于不同试验，即使试验设备相同，也还存在试验天候、试验系统差异所致的数据不确定性对预测精度影响问题。内外流同时测力试验，采用双天

5、平在同一车次上同时测量内／外流气动力载荷，可得到内外流气动力天平测量数据和全模气动力数据，能有效解决内外流气动力数据不同源所致的不确定性问题，提高一体化飞行器气动／推进性能预测精度。利用内外流同时测力试验数据，还可研究进气道收稿日期：2014·04·25；退修日期：2014-05-16；录用日期：2014-06-15；网络出版时间：2014—07．0411：56网络出版地址：wwwcnki．net／kcms／detail／10．7527／$1000-6893．2014．0123．htmI基金项目：国家科技工程基础研究(2009-Ⅲ．3．4．2-01)*通讯作者Tel．：

6、0816—2465838E-mail：wangpeiyil209@163．com}

7、用格武

8、WangZJ，SunP，LiXG，eta1．ForcetestOninternalandexternalflowsimultaneousmeasurementofair-breathinghypersonicvehicle[J]．ActaAeronauticaetAstronauticaSinice．2015．36(3)：797-803．王泽江．孙鹅．李绪国．等．吸气武高超声速飞行器内外流商对漉力试验￡JI．航空学报，2015．36(3)：797-803．航空学报起动／不起动性能

9、[9‘11

10、、内流对全机气动性能影响[12。1胡等物理现象。相对于单独测量内外流气动力试验而言，内外流同时测力这种全新的试验技术具有车次成倍减少、效率高和成本低的优势，工程应用价值高。本文以类HyFly圆截面通气模型为研究对象，采用对比分析方法，对内外流同时测力试验技术的可行性进行了探索。相互独立的内流部件和外流部件，从物理上将内／外流完全分离，达到内外流解耦的目的。2)内／外流部件间隙设计问题。在几何相似前提下，为了实现内外流解耦，内／夕b流部件之间必须留有缝隙。在试验过程中，不能出现因内／外流部件碰撞、内外流窜流而传力。因此，设计过程