展向压力分布可控的前体/压缩面气动设计方法及其流动特性

简介

为了诱导高超声速前体/压缩面近壁低能流形成强展向流动,提出了一种基于展向压力分布可控的高超声速前体/压缩面一体化气动设计方法。其基本原理为给定外锥波后流场中某一个站位的展向压力分布,通过坐标变换求得对应点的空间位置,再基于流线追踪方法获得前体/压缩面的气动型面。研究结果表明展向压力梯度是诱导前体/压缩面低能流排移的主导机制;在设计点(Ma=7.0、H=28 km)条件下,常规前体的展向压力梯度主要集中在一级压缩面,可在一级压缩面上形成偏转角3°左右的展向流动,但在后续压缩面上则展向流动较弱;相比常规前体,采用展向压力分布可控的前体,可以使0°~40°扇形角范围内的展向压力梯度增强7倍左右,并使一级压缩面上低能流偏转角增大5°左右,同时使二级和三级压缩面上展向压力梯度显著增加,综合效果可使诱导的低能流偏转角相比于常规前体的可增大7°左右,边界层厚度可降低超过20%,进气道扇形区内的总压恢复系数提高1.56%。