曹 祎 吴成云

(上海飞机设计研究院，上海 201210)

0 引言

大型民用客机结构的复合材料化已成必然的发展趋势，宽体客机将大规模的使用复合材料。由于复合材料的性能对温度极为敏感，因此飞机结构设计热分析已经成为大型飞机设计和适航认证的最关键部分之一。在计算民用飞机结构温度场中，外部对流换热系数值为设置外部对流边界必须的关键参数，外部对流换热系数值的选取将直接影响计算结果的准确性，从而影响飞机结构强度等重要性能参数。

对于外部对流换热系数计算，需针对地面停机和飞行条件分别考虑。在地面停机条件下，由于风速不大，机身外表面的空气流动是不可压流动，粘性摩擦热很小。在飞行条件下，由于马赫数较大，气流摩擦和压缩引起的气流阻滞导致的气动力加热明显，因此在计算外部对流换热系数时需考虑气体的压缩性和热交换的影响。

地面停机工况的机体外部对流换热系数，目前研究较为成熟，并形成了较为合理简便的计算公式。对于飞行工况，目前通常采用参考温度法。参考温度法为在分析飞行器高速飞行时，考虑其表面产生的热现象及其对表面摩擦力的影响，提出的一种工程估算方法。参考温度法将整个飞行器视为一个质点，根据飞行器高速飞行时表面产生的气动热计算得到外部对流换热系数，因此依据参考温度法计算得到的飞行器机体外部对流换热系数值为平均对流换热系数值。……