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高超声速滑翔式飞行器气动性能分析与评估

常中东  
【摘要】:高超声速滑翔式飞行器是世界航空航天事业发展的一个主要方向,国外已经掀起了将其作为远程快速精确打击武器系统平台的研究热潮。高超声速滑翔式飞行器气动性能评估是总体性能评估的基础,是决定高超声速滑翔式飞行器能否走上工程实际应用的关键技术之一。 本文以高超声速滑翔式飞行器为研究对象,对与气动性能评估相关的技术进行了研究和探索,主要包括气动力数值计算与性能分析、气动热工程估算与性能分析、气动性能评估方法,初步建立了高超声速滑翔式飞行器的气动性能评估流程。 在气动力数值计算与性能分析研究中,利用Fluent软件对类乘波体飞行器的气动力进行了数值模拟,并通过与试验数据对比验证了计算结果的准确性。以数值计算结果为基础,从纵向气动特性、横航向气动特性和耦合特性等方面对类乘波体飞行器的气动性能进行了分析。 在气动热工程估算与性能分析研究中,建立了类乘波体飞行器的气动热工程估算模型,研究了驻点、前缘和表面等位置在不同流动状态下的气动热估算公式,基于片条理论和二维薄激波层理论建立了考虑真实气体效应和熵层效应的气动热工程估算方法。选取几种典型飞行状态对类乘波体机身的受热情况进行了计算和分析。 在气动性能评估方法研究中,以气动力和气动热性能分析为基础,构建了高超声速滑翔式飞行器气动性能评估流程,建立了气动性能评估指标体系,研究了指标权重的确定方法和指标预处理技术,采用多级综合评估模型分别对类乘波体和升力体方案的气动性能进行了评估,并对评估结果进行了对比分析。 本文工作对高超声速滑翔式飞行器气动性能评估问题的研究具有一定的参考价值。


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