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首页乘波体外形设计研究:高升阻比与气动特性分析
"高升阻比乘波体外形设计及气动特性计算研究 (2004年)" 这篇2004年的学术论文聚焦于高升阻比乘波体的外形设计及其气动特性,主要由张东俊、王延奎和邓学蓥三位研究人员完成。文章介绍了采用数值模拟技术来探讨在特定条件下的乘波体设计,特别是针对马赫数6、迎角0°的设计点,以及在非设计点的气动特性变化。乘波体是一种先进的飞行器概念,它利用激波在飞行器表面产生的升力来提高升阻比,从而实现更高效的飞行。 在研究中,作者们提出了一种基于无粘锥形流的乘波体气动外形反设计方法,并验证了其可行性。他们发现,在设计点附近通过选择适当的半基准圆锥激波角并考虑粘性影响,可以实现乘波体的最大升阻比达到3.36。这个数值对于优化飞行器性能至关重要,因为它直接影响到飞行器的燃油效率和航程。 论文还讨论了采用这种气动布局的单级入轨运载器的飞行控制策略,展示了如何在实际操作中实现有效控制。同时,作者们进行了深入的分析,提出了提升乘波体气动布局升阻比的潜在途径,这可能涉及到对飞行器外形的微调、材料的选择或流体力学控制技术的应用。 关键词涵盖了升阻比、气动构型、气动特性、乘波体、单级入轨和压差阻力,这些都揭示了论文的研究重点。中图分类号V211表明该研究属于航空航天科学技术领域,而文献标识码A则表示这是一篇原创性的科研论文。 这篇论文在高超声速飞行器设计领域做出了重要贡献,不仅提供了乘波体设计的新方法,还深化了我们对乘波体在不同飞行条件下的气动特性的理解,为未来高效率飞行器的发展提供了理论支持和实践指导。
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收稿日期
作者简介 张东俊 男 陕西宝鸡人 硕士生 zdjstrength sina com
高 升 阻 比 乘 波 体 外 形 设 计 及 气 动 特 性 计 算 研 究
张东俊 王延奎 邓学蓥
北京航空航天大学 航空科学与工程学院 北京
摘 要 采用数值模拟方法研究在设计点马赫数 迎角 锥导乘波体气
动外形的设计方法及其基本气动特性 以及在非设计点时该乘波体的气动特性 即各
个气动系数随迎角和马赫数的变化特性 研究表明 基于无粘锥形流的乘波体气动外
形的反设计方法是成功的 在设计点附近选取合适的半基准圆锥激波角并考虑粘性
影响时 可得到乘波体最大升阻比为 给出了采用这一布局的单级入轨运载器
的可行的飞行控制方案 分析提出了进一步提高该乘波体气动布局升阻比的有效途
径
关 键 词 升阻比 气动构型 气动特性 乘波体 单级入轨 压差阻力
中图分类号 V
文献标识码 A 文 章 编 号
Design and computational study of waverider configuration
with high performance
Zhang Dongjun Wang Yankui Deng Xueying
School of Aeronautic Science and Technology Beijing University of Aeronautics and Astronautics Beijing China
Abstract The design method and basic aerodynamic characteristics were studied for conederived waverider at
Mach and attack angle Offdesign performances of the designed waverider were also discussed namely lift
drag and liftdragratio changing with Mach number and attack angle All the research works were finished by nu
merical simulation method Results show that the inversedesign method for the waverider configuration is success
ful based on inviscid conical shock wave The biggest liftdrag ratio considering viscous effects is obtained at
Mach when a proper base conical shock wave angle is chosen A feasible flight control scheme is presented for the
SSTO singlestagetoorbit vehicle adopting this configuration The favorable method of improving the liftdrag ra
tio of the figuration is brought forward
Key words liftdrag radio aerodynamic configurations aerodynamic characteristics waverider singlestage
toorbit pressure drag
乘波体在高超音速下具有高升力 低阻力和
高升阻比的优点 因此它成为航空航天领域很多
高超音速飞行器的首选气动外形
尤其对于单
级入轨 SSTOSingleStageToOrbit飞行器来说 乘
波体更显示出其优势 尽管乘波体的高升阻比的
优点主要体现在超音速范围内 但是根据单级入
轨要求 飞行器在非设计点时的气动特性对整个
飞行过程也起着极其重要的作用 所以研究具有
高升阻比的乘波体气动外形的设计方法以及它在
来流马赫数 和迎角 大飞行包线
内的气动特性具有非常重要的意义 特别是对于
单级入轨航天运载器的研制
本文主要研究在设计点 马赫数 迎角
时具有高升阻比的锥导乘波体的设计方法及其基
本气动特性 另外还要就其在非设计点 即大马赫
数 和大迎角 范围内的气动特
年 月
第卷 第期
北 京 航 空 航 天 大 学 学 报
Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics
May
Vol No
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weixin_38616359
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