宋威，张宁，朱剑，董垒，蒋增辉

中国航天空气动力技术研究院，北京 100074

多体分离是航空、航天和武器系统研制中经常遇到的一类问题[1]，如飞机外挂[2-3]/内埋武器[4-6]分离(图1)、空天飞机背驮式分离[7](图2)、子母弹抛撒分离[8]、低空整流罩分离[9]和串联/并联级间分离[10]等。飞行器分离系统设计最关心的问题是目标飞行器(以下均称为“悬挂物”)和运载飞行器(以下称为“载机”)是否能安全且有效地分离(即悬挂物与载机分离相容性问题[11-12])。悬挂物与载机分离的相容性问题涉及到两个方面: ① 悬挂物与载机是否发生碰撞？可以称它为“安全性”问题，这是载机系统设计者比较关心的问题；② 悬挂物能与载机安全分离，当悬挂物达到设定的安全距离时，其3个运动姿态角是否合适或可控，这是悬挂物设计者亟待解决的问题[13]。多体分离过程中悬挂物一般处于无控自由飞行状态，涉及到流动→气动→运动→流动的相互耦合和相互影响，尤其当多体飞行器处于高速分离流场时，还存在载机激波与悬挂物激波的相互反射和干扰，悬挂物在极短时间内的运动轨迹与姿态发生急剧变化[14-15]，因此预测与评估多体分离相容性问题具有十分重要的工程应用价值。

图1 内埋武器示意图[6]

图2 背驮式空天飞行器示意图[7]

风洞试验是研究飞行器多体分离相容性问题的一种有效地面模拟方法[16]，其包括网格测力试验[17-18]、捕获轨迹(CTS)试验[19-20]和风洞投放试验[21]等。网格测力和CTS试验均是风洞静态测力试验……