孟旭飞 白 鹏 刘传振 李 盾 王 荣

(中国航天空气动力技术研究院,北京 100074)

引言

随着各国军事水平及空间探索活动的进一步发展,各类飞行任务的复杂性及执行成本日益增加,各国对低成本、高效率运载器的需求更加旺盛.水平起降的吸气式动力高超声速飞行器作为一种大气层内高效运载手段,利用可重复使用特性可降低运载成本.目前,高超声速飞行器大多采用细长体、组合体、融合体和升力体气动布局形式,但面对水平起降所需的宽速域高升阻比的气动设计需求,还难以完全满足.

乘波体因其高超声速、高升阻比特性,目前已应用于多种高超声速飞行器布局选型中[1].乘波体迄今发展已有50 多年历史,1959 年Nonweiler[2]首先提出了楔形流场乘波体,1968 年Jones 等[3]使用锥形流场设计乘波体,有效提高了容积率,后续学者们研究使用了其他的流场,包括带攻角锥、椭圆锥流动[4-5]、一般三维流动[6]等,拓展了乘波体的设计空间.1990 年Sobiezky 等[7]提出了密切锥方法,大大提高了设计灵活性,可以得到具有特殊性质的乘波体外形[8-9].

但是,由于乘波体存在低速性能差、稳定性不好等缺陷,极大地限制了在工程中的应用.在提高低速性能方面,学者们做了一些努力.其中,为乘波体设定合理的平面形状是一种可行思路,李珺等[10]将双后掠平面形状投影到锥导激波流场生成外形,改善了低速性能;美国洛克希德马丁公司的Rodi[11]从密切锥方法出发,提出定后掠角密切锥乘波体的新概……