吸气式高超声速机体/推进一体化飞行器数值和试验研究 被引量：20

1

作者 贺元元 乐嘉陵 倪鸿礼 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期29-34,共6页

发展吸气式高超声速技术是实现可持续高超声速飞行(尤其是在大气层以内)的重要途径。吸气式高超声速飞行器为了获得良好的气动-推进性能,必须采用机体/推进一体化设计。笔者发展了针对一体化飞行器的气动力和推进力的划分体系和计算方法... 发展吸气式高超声速技术是实现可持续高超声速飞行(尤其是在大气层以内)的重要途径。吸气式高超声速飞行器为了获得良好的气动-推进性能,必须采用机体/推进一体化设计。笔者发展了针对一体化飞行器的气动力和推进力的划分体系和计算方法,发展了内外流数值计算软件。研究了机体/推进一体化设计的平头形高超声速飞行器在进气道关闭条件下的气动性能,并进行了试验验证;数值研究了进气道打开和发动机工作条件下一体化飞行器的气动-推进性能;研究了机体和推进系统的不同部件对飞行器气动-推进性能的贡献。 展开更多

关键词 吸气式高超声速技术 机体/推进一体化 内外流数值计算 气动-推进性能

下载PDF 职称材料

吸气式高超声速飞行器机体/推进一体化设计技术研究进展及分类对比分析 被引量：14

2

作者 向先宏 钱战森 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期2207-2218,共12页

为了探索吸气式高超声速飞行器机体/推进一体化设计技术新理念,按照高超声速飞机和SSTO/TSTO分类对其一体化设计技术主要研究进展进行了对比分析,结果表明:高超声速弹用一体化设计技术采用将进气道直接作为前体的方案较多;高超声速飞机... 为了探索吸气式高超声速飞行器机体/推进一体化设计技术新理念,按照高超声速飞机和SSTO/TSTO分类对其一体化设计技术主要研究进展进行了对比分析,结果表明:高超声速弹用一体化设计技术采用将进气道直接作为前体的方案较多;高超声速飞机一体化设计技术需重点兼顾宽速域整体气动性能;SSTO/TSTO一体化设计技术则由于火箭发动机的引入在一定程度上改善了其对一体化设计的具体需求;同时,近年来高超声速内/外流"弱干涉"和"无干涉"等新型一体化设计技术已逐渐成为一个重要发展方向。对背负式进气的内/外流"无干涉"一体化和常规腹部进气的前体预压缩内/外流"强干涉"一体化方案开展初步对比,研究表明"无干涉"一体化方案升阻比等气动性能更优,同时整体气动特性对飞行条件变化不敏感,具有更好的宽速域适应性,值得进行深入研究。 展开更多

关键词 吸气式 高超声速飞机 单/双级入轨 机体/推进一体化设计 研究进展

原文传递

流-固-推进耦合下的机体/推进一体化性能分析 被引量：1

3

作者 陈兵 仇理宽 +1 位作者 龚春林 谷良贤 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期729-739,共11页

吸气式空天飞行器的一体化性能随扰动变化的敏感性高,在高马赫数飞行条件下,有必要开展流-固-推进耦合性能分析。针对机体/推进一体化布局的吸气式飞行器,明确一体化部件之间的耦合关系和耦合问题,利用CFD、有限元和准一维流方法,结合... 吸气式空天飞行器的一体化性能随扰动变化的敏感性高,在高马赫数飞行条件下,有必要开展流-固-推进耦合性能分析。针对机体/推进一体化布局的吸气式飞行器,明确一体化部件之间的耦合关系和耦合问题,利用CFD、有限元和准一维流方法,结合本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,POD)降阶手段,建立吸气式空天飞行器流-固-推进多物理场耦合快速分析方法,并开展多场耦合特性分析。结果表明:(1)进气道压缩面的流-固耦合导致出口静压的最大振荡振幅约为平均静压的21.6%,而出口马赫数的最大振幅约为平均马赫数的8.45%。(2)进气道出口性能的振荡会影响发动机的推力性能,导致推力振荡幅值可达平均值的31%,且随着时间的推移,会在进气道外压缩流场产生大量的气动涡,涡结构进入进气道后会导致进气道出口性能的持续下降,进一步削弱了发动机的平均推力性能。 展开更多

关键词 吸气式 高马赫数 机体/推进一体化 本征正交分解 流-固-推进耦合

原文传递

类X-43A高超声速飞行器机体/推进一体化气动设计分析和地面试验问题评述

4

作者 梁捷 秦开宇 陈力 《载人航天》 CSCD 北大核心 2021年第4期412-421,共10页

吸气式推进能够为高超声速飞行提供显著效益,并能极大地改进其飞行性能。对于在大气层中做持续巡航飞行的全球到达高超声速飞行器,吸气式发动机是其重要的组成部分。将高超声速推进发动机与机体完全结合成一体可大幅改善飞行器性能,但... 吸气式推进能够为高超声速飞行提供显著效益,并能极大地改进其飞行性能。对于在大气层中做持续巡航飞行的全球到达高超声速飞行器,吸气式发动机是其重要的组成部分。将高超声速推进发动机与机体完全结合成一体可大幅改善飞行器性能,但这种一体化气动布局构型对高超声速飞行器设计是重大挑战。传统地面风洞试验、理论分析、计算和飞行试验等飞行系统开发工具都存在局限性。基于此,为提供一种可靠设计方法,从吸气式高超声速飞行器设计、机体/发动机一体化系统与机体气动力干扰、吸气式高超声速飞行器试验要求与地面设备能力及增量方法论等方面对国内外吸气式高超声速飞行器研制进行分析评述,以期为吸气式高超声速飞行器的具体工程实施提供技术参考。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 机体/推进一体化 气动布局 地面风洞试验 增量方法论

下载PDF 职称材料

高超声速机体/推进一体化试验设备概述 被引量：2

5

作者 吴颖川 贺元元 +1 位作者 张小庆 毛雄兵 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期96-102,共7页

回顾了高超声速推进地面设备及任务的发展历程,明确了设备分类,简述了直连式超声速燃烧试验台、燃烧加热高超声速高温风洞、电弧加热超声速燃烧试验台、高超声速高焓激波试验台、脉冲燃烧风洞等试验设备的原理、主要结构和基本参数。通... 回顾了高超声速推进地面设备及任务的发展历程,明确了设备分类,简述了直连式超声速燃烧试验台、燃烧加热高超声速高温风洞、电弧加热超声速燃烧试验台、高超声速高焓激波试验台、脉冲燃烧风洞等试验设备的原理、主要结构和基本参数。通过对不同设备特点的分析,指出脉冲燃烧风洞是开展高超声速机体/推进一体化试验的理想设备。 展开更多

关键词 高超声速推进设备 机体/推进一体化 脉冲燃烧风洞

原文传递

高超声速飞行器机体/推进一体化设计的启示 被引量：29

6

作者 罗金玲 李超 徐锦 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期39-48,共10页

机体/推进一体化设计是吸气式高超声速飞行器的关键技术。飞行器的前体和后体既是主要的气动型面,又是发动机进气道的外压缩型面和尾喷管的膨胀型面,一体化设计直接影响飞行器的气动与发动机性能。本文阐述了吸气式高超声速飞行器的主... 机体/推进一体化设计是吸气式高超声速飞行器的关键技术。飞行器的前体和后体既是主要的气动型面,又是发动机进气道的外压缩型面和尾喷管的膨胀型面,一体化设计直接影响飞行器的气动与发动机性能。本文阐述了吸气式高超声速飞行器的主要特点,梳理了飞行器的推阻匹配、升阻比特性、操稳匹配等主要气动设计问题。通过对国外典型高超声速飞行器机体/推进一体化设计技术的综合分析,总结了前体/进气道、后体/尾喷管、边界层强制转捩装置等关键部件的气动设计方法,获得了有意义的启示,可为后续吸气式高超声速技术研究提供重要参考。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 机体/推进一体化设计 前体/进气道 后体/尾喷管 强制转捩装置

原文传递

高超声速一体化飞行器推阻特性测量研究 被引量：11

7

作者 贺伟 于时恩 李宏斌 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期65-68,共4页

利用飞行器和发动机研究成果,设计了能在Ф600mm脉冲燃烧风洞开展试验研究、基本满足推阻平衡要求的缩比机体/推进一体化飞行器模型,利用Ф600mm脉冲燃烧风洞,完成了带动力一体化飞行器推阻特性的试验研究。设计了组合式三分量一体化飞... 利用飞行器和发动机研究成果,设计了能在Ф600mm脉冲燃烧风洞开展试验研究、基本满足推阻平衡要求的缩比机体/推进一体化飞行器模型,利用Ф600mm脉冲燃烧风洞,完成了带动力一体化飞行器推阻特性的试验研究。设计了组合式三分量一体化飞行器测力天平,在以氢气为燃料、发动机工作时(油气比约为1.2),一体化飞行器模型推力与阻力相当,飞行器实现了推阻平衡。试验表明,飞行器和发动机匹配良好,发动机实现了点火和稳定燃烧,并取得了较高的推力收益,较好地验证了超燃冲压发动机和一体化飞行器设计和计算分析预测的有效性,为大尺度飞行器测力研究奠定了技术基础。 展开更多

关键词 机体/推进一体化 超燃发动机 推阻特性测量

下载PDF 职称材料

高超声速飞行器气动布局总体性能优化设计研究 被引量：12

8

作者 车竞 唐硕 何开锋 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期214-219,共6页

总体设计是吸气式高超声速巡航飞行器的关键技术之一。为提高高超声速飞行器的设计水平,获得一个总体性能较优的布局构型,对乘波布局的高超声速飞行器进行了总体优化设计研究。采用多目标遗传算法,以飞行器外形参数作为设计变量,考虑了... 总体设计是吸气式高超声速巡航飞行器的关键技术之一。为提高高超声速飞行器的设计水平,获得一个总体性能较优的布局构型,对乘波布局的高超声速飞行器进行了总体优化设计研究。采用多目标遗传算法,以飞行器外形参数作为设计变量,考虑了巡航状态下的气动力、热、雷达散射截面、机体/推进一体化、机身容积、配平特性、静稳定性和机动性等指标。优化设计得到了Pareto最优前沿面,获得了很多总体性能优于基本构型的最优个体。根据设计指标,给出了一个推荐方案作为进一步研究的参考构型,并对它的气动特性进行了风洞实验验证,证明了本文优化设计方法的可行性。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 乘波布局 多目标遗传算法 机体/推进一体化 总体优化设计

下载PDF 职称材料

吸气式飞行器高超声速风洞气动力试验技术研究进展 被引量：3

9

作者 许晓斌 舒海峰 +2 位作者 谢飞 王雄 郭雷涛 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期29-40,共12页

机体/推进一体化吸气式飞行器结构布局形式特殊,为精确获得其气动力特性风洞试验数据,必须发展可靠的风洞试验技术。针对一体化高超声速飞行器气动力风洞试验需求,在中国空气动力研究与发展中心的高超声速风洞上发展了吸气式飞行器通气... 机体/推进一体化吸气式飞行器结构布局形式特殊,为精确获得其气动力特性风洞试验数据,必须发展可靠的风洞试验技术。针对一体化高超声速飞行器气动力风洞试验需求,在中国空气动力研究与发展中心的高超声速风洞上发展了吸气式飞行器通气模型测力试验技术、尾喷流模拟测力试验技术、铰链力矩测量试验技术、通气模型动导数测量试验技术和飞行器表面摩阻测量试验技术,为获得可靠的机体/推进一体化吸气式飞行器高超声速风洞气动力特性数据提供技术支撑。 展开更多

关键词 高超声速风洞 机体/推进一体化 吸气式飞行器 气动力测量 风洞试验

下载PDF 职称材料

高超声速飞行器一体化纵向气动特性分析 被引量：5

10

作者 张栋 唐硕 李世珍 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2012年第4期328-331,336,共5页

高超声速飞行器机体/推进一体化构型具有高性能、高升阻比等优点,但由于气动、推进与控制作用相互耦合,给飞行动力学模型研究带来新的挑战。基于高超声速飞行器空气动力学理论,研究了一体化的气动推进计算方法。该方法采用斜激波理论、... 高超声速飞行器机体/推进一体化构型具有高性能、高升阻比等优点,但由于气动、推进与控制作用相互耦合,给飞行动力学模型研究带来新的挑战。基于高超声速飞行器空气动力学理论,研究了一体化的气动推进计算方法。该方法采用斜激波理论、普朗特迈耶公式及激波膨胀波理论计算了高超声速飞行器气动力及推力,通过与CFD的计算结果比较,验证了方法的准确性与可靠性。最后对飞行器的纵向气动特性进行了分析与讨论。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 机体/推进一体化 斜激波理论 气动特性

原文传递

高超声速巡航飞行器机身多目标优化设计 被引量：3

11

作者 车竞 唐硕 何开锋 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期55-60,共6页

类乘波体构型是高超声速巡航飞行器的重要气动布局之一。对这类构型的机体进行多目标优化设计能极大地提高飞行器的总体性能。本文采用多目标混合遗传算法,通过两种优化策略,实现了类乘波体高超声速巡航飞行器机身的总体性能多目标优化... 类乘波体构型是高超声速巡航飞行器的重要气动布局之一。对这类构型的机体进行多目标优化设计能极大地提高飞行器的总体性能。本文采用多目标混合遗传算法,通过两种优化策略,实现了类乘波体高超声速巡航飞行器机身的总体性能多目标优化设计,考虑的性能指标包括机身气动升阻特性、推阻特性、配平特性、雷达隐身特性、机身容积以及驻点温度等等。优化设计得到了Pareto最优前沿面,获得了比基本构型飞行器总体性能更优的构型方案。通过对优化结果的分析,指出机体/推进一体化设计的不足和进行总体性能多目标优化设计的必要性,给出一个最优布局构型,并进行了气动力风洞实验,验证了最优布局的气动特性。 展开更多

关键词 高超声速巡航飞行器 多目标优化 多目标混合遗传算法 机体/推进一体化 雷达散射截面

下载PDF 职称材料

进气道工作状态对吸气式高超声速飞行器气动力特性影响的实验研究 被引量：12

12

作者 张红英 孙姝 +1 位作者 程克明 伍贻兆 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1488-1493,共6页

对一种吸气式高超声速飞行器/内流道一体化构形进行了马赫数7一级的风洞实验研究。结合测力、测压以及纹影照片等结果,分析了进气道处于关闭状态、通气起动状态及通气不起动状态时,飞行器的内外流特征和全机气动力特性。研究结果表明:(1... 对一种吸气式高超声速飞行器/内流道一体化构形进行了马赫数7一级的风洞实验研究。结合测力、测压以及纹影照片等结果,分析了进气道处于关闭状态、通气起动状态及通气不起动状态时,飞行器的内外流特征和全机气动力特性。研究结果表明:(1)进气道的工作状态对飞行器的气动力特性有着显著影响。进气道处于通气起动状态时的升阻力系数最小,升阻比最大,进气道处于通气不起动状态时的升阻力系数随时间显著波动,但大小与进气道关闭状态接近。(2)升阻力系数骤增、进口附近及内流道收缩段时均静压突升、外压缩波系往复振荡等是高超声进气道不起动时的主要特征,可作为实验上判别内流道起动/不起动状态的依据。 展开更多

关键词 吸气式高超声速飞行器 机体/推进系统一体化 进气道 内流道 起动/不起动 风洞试验

下载PDF 职称材料

高超声速飞行器参数化几何建模研究 被引量：7

13

作者 高建力 唐硕 +1 位作者 车竞 江志国 《计算机仿真》 CSCD 2008年第2期49-52,140,共5页

针对高超声速飞行器设计由于采用吸气式冲压发动机带来的机体/推进系统一体化而带来的优化设计问题,同时也为了进行总体优化布局,必须建立参数化几何模型。通过采用部件分解法,拟合曲线,坐标变换和旋转,拉伸截面,从而建立了高超声速飞... 针对高超声速飞行器设计由于采用吸气式冲压发动机带来的机体/推进系统一体化而带来的优化设计问题,同时也为了进行总体优化布局,必须建立参数化几何模型。通过采用部件分解法,拟合曲线,坐标变换和旋转,拉伸截面,从而建立了高超声速飞行器类乘波体的完整的参数化几何模型。同时采用工程算法和CFD软件对其进行气动特性计算,工程算法的思路是先采用面元法对其进行无粘气动力计算,再通过经验公式来计算粘性阻力系数。两者结果显示类乘波体气动特性良好。 展开更多

关键词 机体/推进系统一体化 参数化几何模型 气动力特性

下载PDF 职称材料

高超声速飞行器并行子空间优化设计 被引量：2

14

作者 车竞 王文正 何开锋 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期912-917,共6页

采用正交试验设计方法生成初始数据库,建立二次多项式响应面近似模型,以最大巡航距离为设计目标,机体/推进一体化外形参数和巡航弹道参数为设计变量,对高超声速飞行器进行了多约束多学科的并行子空间优化设计.优化设计获得了多学科融合... 采用正交试验设计方法生成初始数据库,建立二次多项式响应面近似模型,以最大巡航距离为设计目标,机体/推进一体化外形参数和巡航弹道参数为设计变量,对高超声速飞行器进行了多约束多学科的并行子空间优化设计.优化设计获得了多学科融合条件下的最优化外形和弹道参数,可作为飞行器进一步详细设计的参考方案. 展开更多

关键词 并行子空间过程 多学科设计优化 高超声速飞行器 响应面 机体/推进一体化

原文传递