[发明专利]一种乘波体结构

说明书

本发明公开了一种乘波体结构，涉及飞行器气动设计技术领域，包括：机体，包括机身和机翼，所述机翼设置于所述机身的两侧，所述机翼与所述机身形成翼身融合体布局，所述机翼与所述机身形成双后掠角；所述机翼包括平翼段和翼梢段，所述翼梢段为曲面状，所述翼梢段与所述平翼段连接形成反翼式结构；该乘波体结构采用机翼与机身的双后掠角设计，并且翼梢段为曲面状，翼梢段与平翼段连接形成反翼式结构，能够克服现有乘波体外形横侧向稳定性差、横侧向气动耦合严重、纵向稳定性难以保证等缺点。

技术领域

本发明属于飞行器气动设计领域，更具体地，涉及一种乘波体结构。

背景技术

高升力超声速/高超声速飞行器外形一直是人类不懈的追求，根据高超声速无粘流动的双曲线特征，飞行器的气动性能可以在很大程度上得以提高，乘波体就是利用这一特性的典型外形。乘波体通过附着激波将高压气动分割在飞行器下表面阻止流动泄露，有效突破了高超声速飞行器的升阻屏障，具有很高的升阻比。经过几十年的发展，乘波体从早期的单一构型逐渐发展为具有不同特点的复杂构型，尤其是密切锥方法的提出，可以通过给定激波出口型线进行乘波体设计，获得具有更多特性的乘波体外形。

乘波体外形一般根据高超声速流场通过流线追踪得到，其生成曲面具有独特的特征，难以自由设计，但乘波体的平面形状可以通过设计曲线进行修改，这为我们改善乘波体在非设计点的气动性能提供了一种非常值得考虑的思路，通过推导设计参数与平面形状之间的泛化几何关系，使用非均匀有理B样条辅助设计，建立头部区域可控、后掠区域可控的定平面乘波体设计方法。这种概念提高了乘波体设计方法的灵活性，但在改善乘波体缺陷方面的应用还较少。

目前，乘波体的工程应用仍然有诸多的限制，主要问题包括低速状态气动性能不好、横侧向稳定性差、纵向稳定性难以保证等。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种乘波体结构，采用机翼与机身的双后掠角设计，并且翼梢段为曲面状，翼梢段与平翼段连接形成反翼式结构，能够克服现有乘波体外形横侧向稳定性差、横侧向气动耦合严重、纵向稳定性难以保证等缺点。

为了实现上述目的，本发明提供一种乘波体结构，包括：

机体，包括机身和机翼，所述机翼设置于所述机身的两侧，所述机翼与所述机身形成翼身融合体布局，所述机翼与所述机身形成双后掠角；

所述机翼包括平翼段和翼梢段，所述翼梢段为曲面状，所述翼梢段与所述平翼段连接形成反翼式结构。

可选地，所述机翼的前端与所述机身形成第一后掠角，所述机翼的中部与所述机身形成第二后掠角。

可选地，所述第一后掠角大于所述第二后掠角。

可选地，所述机体的上表面为自由流面追踪得到的平面。

可选地，所述机体的下表面为具有乘波性能的曲面。

可选地，所述机体的下表面包括钝头区、第一掠角区和第二掠角区。

可选地，所述翼梢段相对于所述平翼段向上弯曲。

可选地，所述翼梢段的外端高于所述平翼段0.4-0.8m。

可选地，所述翼梢段相对于所述平翼段向下弯曲。

可选地，所述翼梢段的外端低于所述平翼段0.4-0.8m。

本发明提供一种乘波体结构，其有益效果在于：

1、该乘波体结构采用机翼与机身的双后掠角设计，并且翼梢段为曲面状，翼梢段与平翼段连接形成反翼式结构，能够克服现有乘波体外形横侧向稳定性差、横侧向气动耦合严重、纵向稳定性难以保证等缺点；

2、该乘波体结构相比于现有的水平翼式外形，翼梢段相对于平翼段向下弯曲能够提升该乘波体的纵向静稳定性；