内流壁温效应对高速飞行器气动特性的影响

• 作者: 武利龙 罗金玲 李超 肖志祥 操小龙
• 来源期刊: 空气动力学学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 吸气式高速飞行器 壁温效应 内流 激波 边界层
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 专栏——内外流一体化技术|Column——Internal and External Flow Integration Technology
• 页码范围: 84-91
• 页数: 8页
• 分类号: V411.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.7638/kqdlxxb-2021.0273

摘要

吸气式高速飞行器内外流高度耦合,激波-边界层干扰严重,壁面温度会影响边界层内的流动,进而影响气动特性.因此,准确评估风洞试验中的壁温效应,提高气动特性的预测精度,对飞行器设计至关重要.通过常规超高速风洞试验,结合数值模拟分析,开展了内流壁温对气动特性的影响规律及作用机理研究.结果表明:在常规超高速风洞几十秒的运行时间内,随着运行时间增加,飞行器内流道壁面温度不断升高,俯仰力矩以及内流道壁面压力均会出现显著变化,其中俯仰力矩的增加量需要2°舵偏角来平衡;此外,数值模拟分析进一步指出,飞行器俯仰力矩的变化主要原因是内流道壁面温度升高、边界层增厚、近壁低速区挤压中心的高速区,使得内流道等效面积减小、气流压缩,相应的马赫数减小、压力升高,并引起内流道激波波系前移,从而改变了内流道压力分布,最终导致俯仰力矩发生变化.