张婷婷, 叶 瑞, 姜 维, 陈 星

(中国航天空气动力技术研究院,北京 100074)

引 言

高超声速技术是未来航空航天技术的关键领域,而高超声速风洞气动力实验是为高超声速飞行器设计和性能评估提供可靠数据不可或缺的重要技术手段[1].为了研究和确认高超声速风洞气动力实验的准度和可信度问题,通常采用高超声速风洞标模,来考核风洞流场品质、测量仪器设备(如天平、传感器)精准度,以及验证实验技术和方法.此外,高超声速标模风洞实验数据也为CFD算法、计算模型的评估和验证提供参考依据.总的来看,在风洞建成运行初期、在风洞实验技术与CFD技术的不断发展过程中,风洞标模实验一直都有特别重要的现实意义[2].

国外最著名的标模是AGARD系列标模,至今仍被世界各国广泛采用.我国在2002年颁布的国军标《高超声速风洞气动力试验方法》[3]中,给出了高超声速风洞常用标模系列,包括HSCM-1,HSCM-2,HSCM-3和HSCM-4这4个标准模型,该系列标模的典型气动特征为轴对称旋成体.HSCM-1标模为AGARD HB-2标模,HSCM-2标模为半锥角θc=10°尖锥标模,HSCM-3标模为半锥角θc=9°钝锥标模,HSCM-4标模为AGARD-B标模.HSCM系列标模在我国高超声速风洞建设和型号研制中起到了重要的作用.

近些年高超声速飞行器的气动布局发展趋于多样性和复杂化,常见的有乘波体、翼身融合体和升力体外形.传统的标模已经不能完全反映这些新型飞行器的典型特征和气动特点,为了满足新型高超声速飞行器对于提高地面预测能力的研究……