楔形升力体高超声速飞行器外形参数化建模及分析

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1、2015年第6期导弹与航天运载技术No.62015总第342期MISSILESANDSPACEVEHICLESSumNo.342文章编号：1004-7182(2015)06-0006-07DOI：10.7654/j.issn.1004-7182.20150602楔形升力体高超声速飞行器外形参数化建模及分析王官宇，闵昌万，王美利，王毓栋（空间物理重点实验室，北京，100076）摘要：提出楔形升力体高超声速飞行器两锥构型的参数化建模方法。所设计外形控制参数物理意义明确，能精细地刻画飞行器外形，并在设计空间产生丰富的构型拓扑。通过参数设计和改变控制面型线，分别获得了翼曲面上反平底外形、翼曲面上反

2、无平底外形、翼平面上反平底外形及无上反平底外形4类典型拓扑。对4种构型进行分析，结果表明：楔形升力体质心较为靠后，“平底+上反”可提高容积和容积率，翼平面上反平底构型具有较优秀的综合气动特性。关键词：楔形升力体；高超声速；参数化建模；容积率；气动特性中图分类号：V421.1文献标识码：AParametricModelingandAnalysisofWedge-lifting-bodyHypersonicVehicleShapeWangGuan-yu,MinChang-wan,WangMei-li,WangYu-dong(ScienceandTechnologyonSpacePhysicsL

3、aboratory,Beijing,100076)Abstract:Aparametricmodelingmethodisproposedforadouble-conewedge-lifting-bodyhypersonicvehicle.Thedesignedshapecontrolparametershaveclearphysicalmeaningwhichcandescribevehicle’sshapeelaboratelyandgeneratelargenumbersofconfigurationtopologiesinshapedesignspace.Bydesigningpa

4、rametersandchangingcontrol-surfaceprofile,fourtypicaltopologiesaregenerated:wingcurvedsurfaceshapewithdihedralandflat-bottom,wingcurvedsurfaceshapewithdihedralbutnoflat-bottom,wingplanesurfaceshapewithdihedralandflat-bottom,andwingplanesurfaceshapewithflat-bottombutnodihedral.CATIAandCFDanalysisre

5、sultsshowthecentroidofwedge-lifting-bodyisrelativelyneartheback-end.Thecombinationofflatbottomanddihedralcanimprovethevolumeandthevolumefractionofthevehicle.Thusthewingplanesurfaceshapewithdihedralandflat-bottomhasthemoreoutstandingcomprehensiveaerodynamiccharacteristic.KeyWords:Wedge-lifting-body

6、;Hypersonic;Parametricmodeling;Volumnfraction;Aerodynamiccharacteristics0引言数化方法进行了HTV-2外形还原的尝试，所得外形光高超声速飞行器以其广阔的应用前景受到密切关滑性不够；文献[3]采用二次曲线模线设计方法，选择注和深入研究。作为强烈依赖气动进行滑翔和操纵的9个控制参数进行了单锥类HTV-2飞行器的参数化建高超声速滑翔飞行器，气动外形是飞行器设计的基础。模，并研究了该外形的流场自动网格生成方法；文献高超声速飞行器的外形可简单地分为两大类：一是如[4]采用CST方法，选择7个控制参数进行了单锥尖锐航天飞机的翼身组

7、合体外形，由机翼产生主要的升力；前缘楔形升力体构型的参数化建模，并通过正交试验二是如X-24、X-33的升力体外形，采用机翼与机身一分析指出其容积率与升阻比反相关。文献[5]基于风洞体化融合设计，无明显机翼，升力完全由机身产生。试验结果，研究分析了类HTV-2楔形外形的横侧向稳楔形升力体是一种比较扁平的升力体外形，其典定性，认为类HTV-2外形滚转稳定性比偏航稳定性弱。[1]型工程实践是LockheedMartin公司试