升力体构型的边缘钝化方法及气动性能分析

简介

升力体构型的尖锐边缘会产生恶劣的气动热环境,影响飞行器的结构强度并产生热应变和材料烧蚀现象,为此提出通过外切圆延伸钝化升力体的方法.对钝化前后构型进行数值模拟,通过灵敏度分析,研究钝化前后各设计参数对升阻比、壁面最大热流、容积、容积率的影响规律.以升阻比、容积、容积率的最大化为目标,优化未钝化外形.采用一致钝化法、非一致钝化法钝化优化后外形的尖锐边缘,分析钝化对气动力热特性的影响,对比2种钝化方法生成外形的气动性能差异.计算结果表明钝化不会改变设计参数对气动性能的影响规律.钝化半径越大,壁面最大热流密度越低,对热流的缓解能力越弱.边缘一致钝化后,下表面高压气体泄漏至上表面,升阻比下降,容积率升高.边缘非一致钝化后,相比未钝化外形,升力体下表面高压气体泄漏减少,升阻比略有升高,最大热流密度升高但远小于未钝化时的最大热流密度. 2种钝化方法均对热环境有明显的改善作用.