王 毅，姚卫星

(1.南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室，江苏 南京 210016) (2.南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，江苏 南京 210016)

高超声速飞行器在飞行过程中会承受巨大的激波阻力，严重影响飞行器的气动性能，因此研究高超声速减阻技术具有重要的学术和工程意义。

气动杆是安装于飞行器头锥的细长杆，常常用于降低高超声速飞行器的气动阻力，从20世纪50年代起相关学者就开展了与气动杆减阻相关的试验和数值研究。气动杆能将头锥前方的弓形激波推离物面，其核心技术是将强激波转化为斜激波，从而降低激波强度，达到降低飞行器气动阻力的目的。Kalimuth等[1-3]通过数值方法研究了气动杆的减阻防热性能，结果表明增加气动杆的长度和直径及在气动杆前端安装气动盘均能提高系统的减阻效率。除了对气动杆进行研究外，20世纪60年代一些学者开始研究逆向喷流技术在降低高超声速飞行器气动阻力中的作用。Huang等[4-5]通过试验和数值方法研究了逆向喷流对鼻锥气动阻力的影响，结果表明，逆向喷流可将弓形激波推向前方，并将其转换为斜激波，降低了激波强度，从而降低鼻锥的气动阻力，且增加喷流总压可提高系统的减阻效率。

针对传统气动杆与气动杆和逆向喷流复合构型，本文运用CFD(computational fluid dynamics)数值算法进行了气动分析，验证了复合构型优异的减阻效率，在此基础上以气动阻力系数为目标函数，以喷流质量流为约束条件，以气动杆长度和喷流参数为设计变量，进行了气动杆和逆向喷流复合构型的气动阻力优化。……