›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (3): 38-45.doi: 10.3780/j.issn.1000-758X.2014.03.006

• 研究探讨 • 上一篇    下一篇

有翼再入飞行器的超/高超声速气动力工程方法

郝佳傲, 蒋崇文, 高振勋, 李椿萱   

  1. (北京航空航天大学国家计算流体力学实验室,北京100191)
  • 收稿日期:2013-10-11 修回日期:2013-12-05 出版日期:2014-06-25 发布日期:2014-06-25
  • 作者简介:郝佳傲 1990年生,2013年毕业于北京航空航天大学飞行器设计与工程专业,现为北京航空航天大学流体力学专业博士研究生。研究方向为计算流体力学。 蒋崇文 1982年生,2013年获北京航空航天大学流体力学专业博士学位,讲师。研究方向为高超声速空气动力学,飞行器气动布局设计、计算流体力学。
  • 基金资助:

    国家高技术研究发展计划(863-706)资助项目

AerodynamicEngineeringPredictionMethodsforWingedReentryVehicles

HAOJiaao,JIANGChongwen,GAOZhenxun,LEEChunhian   

  1. (NationalLaboratoryforComputationalFluidDynamics,BeihangUniversity,Beijing100191)
  • Received:2013-10-11 Revised:2013-12-05 Online:2014-06-25 Published:2014-06-25

摘要: 有翼再入飞行器气动力的工程计算方法尚有待进一步完善,计算精度有待进一步提高。文章根据有翼再入飞行器的气动布局特点,改进和发展了一套适于其气动布局的部件划分策略和压强计算选取准则。以此对航天飞机轨道器和类X-34飞行器的纵向气动力特性进行工程计算,并与其风洞试验和数值模拟结果进行对比分析。结果表明,文中的工程计算方法在马赫数3以上的超/高超声速范围内可准确预测有翼再入飞行器的升阻特性,其中升力系数和阻力系数误差小于10%;并可准确预测俯仰力矩特性随迎角改变的变化规律。与现有方法相比,文中的部件划分策略和压强计算选取准则在升阻特性精度相当情况下,可明显提高俯仰力矩的预测精度,并反映飞行器表面的压强分布特征。

关键词: 气动力, 工程计算方法, 高超声速, 超声速, 有翼再入飞行器

Abstract: Focusedonthecalculationinaccuracyofexistingengineeringpredictionmethodsforwingedreentryvehicles,amodifiedcomponentpartitionstrategyandpressuremethodselectionrationaleweredeveloped.ThroughcomparisonoftheexperimentaldataandtheengineeringpredictiononlongitudeaerodynamiccharacteristicsofspaceshuttleorbiterandaX-34likevehicle,itisshownthatthepredictionmethodcanmeettheaccuracyrequirementsatMach3.0orhigher.Themaximumrelativelyerrorislessthan10%forliftcoefficientsanddragcoefficients.Comparedwiththeexistingmethods,theproposedstrategyandrationaleimprovesthepredictionaccuracyinpitchingmomentcoefficient,withthesameaccuracyinliftanddragcharacteristics.Besides,thepredictivepressuredistributionisinagreementwiththenumericalresults.

Key words: Aerodynamicforce, Engineeringpredictionmethod, Hypersonic, Supersonic, Wingedreentryvehicles