孟希慧，张庆兵

(北京电子工程总体研究所，北京　100854)



锥导乘波体气动外形优化与分析

孟希慧，张庆兵

(北京电子工程总体研究所，北京100854)

以高超声速巡航飞行器为应用背景,在Ma=6,H=30 km设计条件下，对锥导乘波体进行气动外形优化设计。首先以升阻比为优化目标，利用遗传算法对锥导乘波体进行气动力优化；然后对基于气动力优化得到的乘波体进行前缘钝化研究，详细分析了乘波体前缘的3种钝化半径对其气动力与气动热的影响。结果表明，采用遗传算法对乘波体工程估算的气动力进行优化是可靠的。对乘波体进行前缘钝化可以有效降低最大热流密度，但同时也会降低其升阻比。随着钝化半径的增大，乘波体升阻比降低较为明显，但对热流密度的影响逐渐减弱，因此将乘波体应用于高超声速巡航飞行器时应综合考虑钝化对其气动力和气动热的影响，寻找最佳平衡点。

高超声速；乘波体；优化设计；钝化；气动力；气动热

0　引言

高超声速巡航飞行器需要具备射程长、机动性强的能力，所以需要使用高升阻比的气动外形。传统气动外形会随着马赫数的提高遇到升阻比屏障[1]，而乘波体是追求高升阻比、突破高超声速飞行器“升阻比屏障”的一种有效手段。

国内外针对乘波体的生成方法、乘波体的气动力优化研究较多。在生成方法研究方面，1959年英国的Nonweiler[2]提出利用楔形流场构造“∧”形乘波体，被认为是最早的乘波体，但该构型容积率较小，且存在较多不利于气动热防护的锐边缘，因此实用价值不高。……