[发明专利]高超声速飞行器前体、进气道及支板一体化气动布局方法

摘要

本发明公开了一种高超声速飞行器前体、进气道及支板一体化气动布局方法，采用内锥流场+等熵流场+截短Busemann流场三者结合的组合基准流场，利用流线追踪技术，基于飞行器总体构型给定的自由来流捕获尺寸和下游燃烧室进口尺寸，从下游进气道出口出发，以追踪出的流线簇构造前体压缩面、进气道压缩面和支板侧向压缩面，将前体、进气道以及支板流畅衔接，实现一体化气动布局构型。本发明改善了飞行器前体进气道的三维空间结构，通过侧面压缩的方式解决了支板的干扰影响，把不利的因素转变为有利的补偿，从空间三维的角度合理的布局了前体进气道支板，同时最大限度了使流动保持为等熵流动，有利于减小流动损失，提高飞行器整体性能。

主权项

一种高超声速飞行器前体、进气道及支板一体化气动布局方法，其特征在于，包括步骤如下：1)构造内锥流场+等熵流场+截短Busemann流场的组合基本流场，该组合基本流场的内锥流场及等熵流场用来设计飞行器前体部分、截短Busemann流场设计进气道和支板部分，同时通过三种流场的流场结合来保证飞行器前体、进气道和支板的一体化布局；2)确定上述组合基本流场的过程中综合运用无粘流场基本解+可压缩附面层修正+计算流体力学的技术，包括飞行器前体前缘激波、小角度截短Busemann流场起始激波、反射激波关键位置的定位；3)给定飞行器前体来流捕获高度、多模块发动机中单模块宽度和单模块燃烧室进口型线，离散单模块燃烧室进口型线利用上述组合基本流场向上游来流流线追踪；在逆向流线追踪过程中首先形成截短Busemann流场，提取其中流线作为进气道和支板一体化构型的气流压缩型面，两侧支板逆向追踪的前缘位置取决于发动机单模块的宽度、支板前缘角度和容积率；机体一侧的进气道压缩面继续逆向流线追踪，形成前体等熵压缩面，最后与最上游的内锥流场在合适极角处结合，共同形成飞行器前体部分，前体的长度和宽度根据飞行器总体几何尺寸和单模块发动机宽度进行调整和截断。