张杰 肖锋 黄伟 颜力 孟玉珊

摘 要： 热防护技术是高超声速飞行器面向工程实际应用时必须要解决的关键技术之一。 为实现更有效的减阻防热， 学者们提出了多种热防护方案， 其中迎风凹腔及其组合方式是最有效、 最有发展前景的主动热防护方案之一。 本文介绍了单一迎风凹腔及其与逆向射流、 能量沉积、 发散冷却等组合方案的作用机理并总结归纳了其研究现状。 最后提出了对未来的展望， 尤其是跟进并创新已有组合方案， 并进行更多地面试验佐证数值模拟结果， 以期早日应用于工程实际。

关键词：减阻; 防热; 迎风凹腔; 逆向射流; 能量沉积; 高超声速飞行器; 热防护技术

中图分类号：V211.3   文献标识码：    A   文章编号：1673-5048（2021）04-0016-08

0 引  言

近年来， 高超声速飞行器以其强突防能力、 快速反应能力与高飞行速度等特点， 日益成为世界各航空航天大国竟相发展的目标。 不论在军事领域还是民用范畴， 高超声速飞行器都极具发展潜力和应用前景。 因其长时间高马赫数飞行， 严酷的气动热环境成为高超声速飞行器设计过程中一个无法回避的问题， 热防护技术直接关系到飞行器的飞行安全， 也是决定高超声速飞行器能否应用于工程实际的关键[1-2]。

飞行器在高超声速状态下作业时， 除受摩擦阻力外， 还会受到弓形激波压缩产生的阻力， 可占全部阻力的50%以上， 而且该比重随来流马赫数的扩大持续增长， 这将严重影响飞行器的气动性能， 加大燃料消耗， 减少有效载荷， 因此减小波阻的重要性不言而喻[3-4]。……