冯宇鹏, 夏巍, 蒋劲松, 胡淑玲

(1.西安交通大学 机械结构强度与振动国家重点实验室, 陕西 西安 710049;2.成都飞机设计研究所 强度设计研究部, 四川 成都 610041)



考虑间隙内流的二元机翼跨声速气动力分析

冯宇鹏1, 夏巍1, 蒋劲松2, 胡淑玲1

(1.西安交通大学 机械结构强度与振动国家重点实验室, 陕西 西安 710049;2.成都飞机设计研究所 强度设计研究部, 四川 成都 610041)

基于Navior-Stokes(N-S)方程和Spalart-Allmaras湍流模型,建立了含间隙二元机翼的跨声速绕流场计算模型和间隙内流计算模型。通过FLUENT数值仿真,分析了二元机翼的激波压力分布和马赫数分布,并与风洞试验结果进行了对比验证。数值结果表明,连通波后高压区和波前低压区的间隙内流会提高机翼绕流场中激波前后的速度梯度和压力梯度。局部间隙内流会对机翼结构带来“向外吸”和“向前顶”的气动载荷作用。

气动载荷; 二元机翼; 跨声速; 间隙内流; 陶瓷隔热瓦

0 引言

高速飞行器会遇到比较严重的气动加热问题,因此需要可靠的热防护系统(Thermal Protection System, TPS)[1-3]。相对于烧蚀型TPS,陶瓷隔热瓦具有质轻、可重复使用,且在飞行再入段不会因剥落而影响流场等优点[4-6],在美国和前苏联的航天飞机上得到广泛应用。例如,美国航天飞机轨道器的机身外表面覆盖了32 000余块陶瓷隔热瓦,以保护轨道器再入大气层时,不致因气动加热而烧毁[7]。理论上陶瓷隔热瓦不会脱落,但实际中由于陶瓷是脆性材料,面临上升段多种不确定的飞行环境时,隔热瓦极易因无法承受气动、声振、碎片撞击等飞行载荷而发生结构破坏[8-11]。……