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吸气式飞行器高超声速风洞气动力试验技术研究进展 预览
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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》 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 吸气飞行器 气动力测量 风洞试验
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高超声速巡航飞行器乘波布局气动设计综述 预览
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作者 王江峰 王旭东 +3 位作者 李佳伟 杨天鹏 李龙飞 程克明 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期705-728,共24页
吸气式高超声速乘波飞行器作为可以高效飞行于临近空间空域的运载器,自概念提出以来一直受到世界各国的高度关注,并吸引着众多学者与机构对此开展研究。本文主要从高超声速飞行器发展动态及乘波式气动布局设计技术两个方面展开分析,前... 吸气式高超声速乘波飞行器作为可以高效飞行于临近空间空域的运载器,自概念提出以来一直受到世界各国的高度关注,并吸引着众多学者与机构对此开展研究。本文主要从高超声速飞行器发展动态及乘波式气动布局设计技术两个方面展开分析,前者主要包括超燃冲压发动机的发展历程和主要工业国高超声速项目发展动态;后者主要针对受到世界各国高度重视的乘波式气动布局设计技术,较全面地概述了乘波飞行器气动布局设计方法的最新研究进展,在乘波体设计流程、基准流场构建方法、基准流场求解方法、沿展向乘波布局设计方法和乘波体在高超声速气动布局上的应用等方面进行了详细讨论。根据本文综合分析,乘波式气动布局高超声速飞行器由于在高超声速飞行条件下具有优异的气动性能,仍然是高超声速飞行器一体化布局的重要候选布局形式,而且随着材料、推进、导航与控制等技术的飞速发展,面向工程应用的乘波式高超声速飞行器将会很快出现,并将会在航空航天领域发挥重要作用。 展开更多
关键词 高超声速 吸气飞行器 基准流场 乘波体 气动布局
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吸气式高超声速飞行器非均匀尾喷流试验 被引量:1
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作者 贺旭照 秦思 +1 位作者 卫锋 乐嘉陵 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期35-42,共8页
在中国空气动力研究与发展中心0.5m高超声速风洞中,开展了非均匀喷流条件下的吸气式高超声速飞行器后体尾喷流/外流干扰测压试验研究。采用非均匀内喷管,模拟飞行器尾喷管非均匀入流,测量了飞行器后体膨胀面及水平翼表面压力,采用高... 在中国空气动力研究与发展中心0.5m高超声速风洞中,开展了非均匀喷流条件下的吸气式高超声速飞行器后体尾喷流/外流干扰测压试验研究。采用非均匀内喷管,模拟飞行器尾喷管非均匀入流,测量了飞行器后体膨胀面及水平翼表面压力,采用高清纹影观测了喷流干扰区域的流场结构,获得了不同工况下非均匀入流对尾部及水平翼表面压力分布的影响规律。试验结果显示尾喷管非均匀入流对飞行器尾部壁面压力分布及流场结构有明显影响,喷管入流的非均匀特征在吸气式高超声速飞行器喷流模拟中不可忽视。非均匀喷流核心区压力分布明显高于均匀喷流时的结果;核心区域外,非均匀喷流的作用面积略小于均匀喷流,且非均匀喷流同外流交叉干扰区域的面积和强度要略小于均匀喷流;均匀喷流在喷管出口区域存在明显的膨胀波系,交叉干扰激波及剪切层的扩张角也大于非均匀入口条件时的结果。 展开更多
关键词 吸气飞行器 高超声速 非均匀喷流 内外流干扰 测压
喷流落压比对高超飞行器尾喷管内外流干扰的实验
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作者 秦思 贺旭照 +1 位作者 曾学军 乐嘉陵 《航空动力学报》 CSCD 北大核心 2017年第10期2491-2497,共7页
为了研究吸气式高超声速飞行器尾喷流对飞行器尾部区域气动性能的影响,在中国空气动力研究与发展中心0.5m高超声速风洞中,在来流马赫数为5.0和6.0条件下,开展了不同落压比条件下的尾喷流干扰测压实验研究,同时采用高清纹影观测了喷流... 为了研究吸气式高超声速飞行器尾喷流对飞行器尾部区域气动性能的影响,在中国空气动力研究与发展中心0.5m高超声速风洞中,在来流马赫数为5.0和6.0条件下,开展了不同落压比条件下的尾喷流干扰测压实验研究,同时采用高清纹影观测了喷流干扰区域的流场结构。实验结果表明:不同喷流落压比时,飞行器尾部区域表面压力分布差别明显,高落压比时喷流干扰作用的区域更大,压强数值更高。纹影也显示高落压比时交叉干扰激波更强、剪切层扩张更明显。喷流干扰区域已影响到了飞行器水平翼区域的压力分布,将会对飞行器操纵特性产生影响。 展开更多
关键词 吸气飞行器 高超声速 落压比 尾喷流 测压实验
高超声速通气模型喷管出口气流参数测量试验技术研究 预览
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作者 舒海峰 何超 +2 位作者 郭雷涛 许晓斌 范孝华 《实验流体力学》 CSCD 北大核心 2017年第6期86-92,99共8页
准确测量内流道出口参数是获得高超声速通气模型内流道气动特性的基础.目前采用的单排测压耙或多排测压耙、 固定位置测量的方法不能全面而准确地反映出口流动的实际情况, 因此开展了新方法的研究工作.选取一个去除所有安定面和舵面的... 准确测量内流道出口参数是获得高超声速通气模型内流道气动特性的基础.目前采用的单排测压耙或多排测压耙、 固定位置测量的方法不能全面而准确地反映出口流动的实际情况, 因此开展了新方法的研究工作.选取一个去除所有安定面和舵面的带进气道升力体布局飞行器模型作为研究对象, 开展了试验方法研究: 用CFD方法研究相邻静压管之间不同距离以及静压管与气流夹角对测量结果的影响; 研制了专用的三自由度压力测量装置; 开展了 Ma 6条件下的风洞试验, 获得了喷管出口附近的壁面压力、 出口处的静压和皮托压力.试验结果表明:壁面压力和出口静压总体呈两侧高、 中间低的趋势; 模型壁面温度对重复性精度有较大影响; 测压排架与喷管壁面之间的相互干扰对静压测量准度产生影响. 展开更多
关键词 内流道 吸气飞行器 皮托压力 静压 风洞试验
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基于实验设计方法的高超声速飞机前缘型线优化分析 预览 被引量:4
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作者 胡守超 崔凯 +2 位作者 李广利 肖尧 司徒明 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期290-299,共10页
为探索前缘线变化对吸气式高超声速飞机气动性能的影响,基于一种旁侧进气布局翼身融合体构型,在飞行马赫数6,攻角4?和高度26 km的巡航飞行条件下,结合运用增量修正参数化设计方法、均匀实验设计方法和计算流体力学模拟,分析了飞行器前... 为探索前缘线变化对吸气式高超声速飞机气动性能的影响,基于一种旁侧进气布局翼身融合体构型,在飞行马赫数6,攻角4?和高度26 km的巡航飞行条件下,结合运用增量修正参数化设计方法、均匀实验设计方法和计算流体力学模拟,分析了飞行器前缘型线与其升阻力系数及纵向压心等性能参数间的关系.计算结果表明,前缘线形状对飞行器升阻力系数明显高于其对纵向压心影响,设计空间范围内升力系数变化约21.3%,阻力系数变化约31.8%,升阻比变化范围约10.63%,但相对压心变化范围仅为3.87%.在此基础上,通过对典型构型物面压力分布进行分析,发现前缘线形状适当弯曲可利用飞行器下表面侧壁压缩产生的高压气流,利用二者的耦合效应使飞行器获得额外的升力增量. 展开更多
关键词 高超声速飞机 吸气飞行器 气动外形优化 参数化设计 均匀实验设计
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吸气式飞行器爬升段轨迹与速度在线规划及制导律设计 预览 被引量:1
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作者 赵长见 梁卓 +2 位作者 严佳民 周国峰 韩英宏 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2016年第4期8-11,共4页
由于吸气式飞行器全程在大气层内飞行,飞行弹道极易受到发动机性能偏差、气动偏差和风干扰等影响,导致爬升段初始条件具有较大的不确定性。针对该问题,将轨迹控制回路与速度控制回路作为2个相互独立的回路进行设计,建立了在线轨迹规划... 由于吸气式飞行器全程在大气层内飞行,飞行弹道极易受到发动机性能偏差、气动偏差和风干扰等影响,导致爬升段初始条件具有较大的不确定性。针对该问题,将轨迹控制回路与速度控制回路作为2个相互独立的回路进行设计,建立了在线轨迹规划与速度规划和导引模型,并以射程最大化为目标,采用拟牛顿法进行多变量寻优,得到需用最优爬升时间和加速时间。最后以典型工况为例进行数学仿真,验证了该方法的合理性与有效性。 展开更多
关键词 吸气飞行器 爬升段 轨迹规划与控制 速度规划与控制
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升力体飞行器尾喷流模拟气动力试验方法研究 预览 被引量:1
8
作者 许晓斌 舒海峰 +2 位作者 徐筠 谢飞 孙鹏 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期86-90,共5页
尾喷流对升力体高超声速飞行器的气动特性影响显著,风洞喷流模拟测力试验是研究升力体飞行器尾喷流干扰效应的重要手段。在尾喷流模拟气动力试验中,选取恰当的喷流模拟参数,以及克服喷流供气管路对天平测力的干扰以提高测量精准度,是需... 尾喷流对升力体高超声速飞行器的气动特性影响显著,风洞喷流模拟测力试验是研究升力体飞行器尾喷流干扰效应的重要手段。在尾喷流模拟气动力试验中,选取恰当的喷流模拟参数,以及克服喷流供气管路对天平测力的干扰以提高测量精准度,是需要解决的关键技术。在CARDC的Ф1米高超声速风洞中,研究了采用冷喷流模拟、飞行器整体模型测力的升力体飞行器尾喷流模拟测力试验方法。通过优化模型结构设计、选用小干扰的喷管分断缝隙密封措施,解决了带尾喷流模拟条件下的升力体飞行器气动力精确测量问题,提高了带喷流气动力试验数据精度,接近常规气动力试验的水平。 展开更多
关键词 吸气飞行器 升力体 喷流模拟 气动力 风洞试验技术
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吸气式组合动力飞行器爬升轨迹设计方法研究 预览 被引量:1
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作者 贾晓娟 闫晓东 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期104-109,共6页
提出了一种水平起飞吸气式组合动力飞行器的爬升轨迹设计方法。将爬升轨迹分为起飞爬升段、等动压段和等热流段,分别考虑过载、动压、热流约束,在高度.速度剖面内给出了轨迹设计的约束边界,以及3个飞行段的爬升轨迹设计方法,并利... 提出了一种水平起飞吸气式组合动力飞行器的爬升轨迹设计方法。将爬升轨迹分为起飞爬升段、等动压段和等热流段,分别考虑过载、动压、热流约束,在高度.速度剖面内给出了轨迹设计的约束边界,以及3个飞行段的爬升轨迹设计方法,并利用反馈线性化方法设计了参考轨迹的跟踪制导律。仿真结果表明,参考轨迹能够满足各种飞行约束,可准确跟踪,为吸气式组合动力飞行器主动段的爬升轨迹提供一种可行的设计方法。 展开更多
关键词 攻角 计算机仿真 阻尼 密度 阻力系数 电子制导系统 反馈线性化 函数 升力 马赫数 固有频率 跟踪(位置) 速度 吸气飞行器 主动段 轨迹设计
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基于单边攻角特性的吸气式飞行器下压制导律设计与仿真 被引量:2
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作者 梁卓 雷延花 +2 位作者 韩英宏 严佳民 廖选平 《航天控制》 CSCD 北大核心 2014年第5期36-39,46共5页
针对一类吸气式飞行器发动机工作时只有单边攻角特性的对象特点,提出一种下压段制导律设计方法.该方法采用BTT-180制导模式,同时在飞行器滚动过程中引入模糊控制,根据起控点的滚动角和滚动角速度优化滚动时间,提高滚动过程的平稳性.最... 针对一类吸气式飞行器发动机工作时只有单边攻角特性的对象特点,提出一种下压段制导律设计方法.该方法采用BTT-180制导模式,同时在飞行器滚动过程中引入模糊控制,根据起控点的滚动角和滚动角速度优化滚动时间,提高滚动过程的平稳性.最后进行下压段制导律仿真分析,仿真结果表明该方法的正确性和可行性.同时该方法算法简单、自适应性强,具有较高的工程化应用价值. 展开更多
关键词 吸气飞行器 单边攻角特性 下压段 BTT-180制导 模糊控制
通气模型内流道阻力直接测量技术 被引量:8
11
作者 许晓斌 舒海峰 +1 位作者 谢飞 张德炜 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期311-315,共5页
推阻特性是吸气式飞行器研制中最为关注的气动特性问题之一。为研究通气模型内流道阻力特性,在中国空气动力研究与发展中心(CARDC)超高速所的1m高超声速风洞上开展了吸气式飞行器通气模型内流道阻力直接测量技术研究。研究选取吸气式... 推阻特性是吸气式飞行器研制中最为关注的气动特性问题之一。为研究通气模型内流道阻力特性,在中国空气动力研究与发展中心(CARDC)超高速所的1m高超声速风洞上开展了吸气式飞行器通气模型内流道阻力直接测量技术研究。研究选取吸气式飞行器的一个内流道模块为研究对象,通过将内流道模块与模型其余部分进行分离设计、采用特种应变天平直接测量模型内流道气动力的方法得到通气模型内阻,同时进行了干扰因素分析和试验数据修正方法研究,开展了Ma=4条件下的内流道阻力测量试验并给出了典型试验结果。试验结果表明,通气模型内阻随攻角和喉道高度变化而变化。 展开更多
关键词 吸气飞行器 通气模型 内流道 阻力 风洞试验
一体化外形的高超声速飞行器升阻特性研究 预览 被引量:16
12
作者 罗金玲 徐敏 刘杰 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期,共4页
针对吸气式高超声速飞行器气动/发动机一体化耦合的特点,阐述了高超声速飞行器存在推力-阻力平衡、升力-重力平衡、力的界面划分等问题;分析了飞行器主要部件的受力情况及对整个飞行器阻力、升力的影响,算例分析表明,发动机内通道产生... 针对吸气式高超声速飞行器气动/发动机一体化耦合的特点,阐述了高超声速飞行器存在推力-阻力平衡、升力-重力平衡、力的界面划分等问题;分析了飞行器主要部件的受力情况及对整个飞行器阻力、升力的影响,算例分析表明,发动机内通道产生负升力,后体产生正升力,发动机的合升力为负值;介绍了气动/发动机力的界面划分的两种方法及其应用,给出了研究推力-阻力平衡、升力-重力平衡、升阻比特性时应采用的划分方法;利用Bruguet航程公式研究了飞行器的航程与升阻比的关系,证明高超声速飞行器的航程存在极限值。 展开更多
关键词 高超声速 吸气飞行器 升力 阻力 升阻比
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高超进气道临界起动特征 预览 被引量:11
13
作者 王成鹏 程克明 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期 997-1002,共6页
通过对一种吸气式高超飞行器模型的Ma-7风洞吹风试验结果的分析,获得了高超进气道不起动、临界起动和起动状态的流动特征,包括流动图谱、压力分布和气动力分布;并将进气道内收缩比值与等熵理论最大起动收缩比限、自起动最大起动收缩... 通过对一种吸气式高超飞行器模型的Ma-7风洞吹风试验结果的分析,获得了高超进气道不起动、临界起动和起动状态的流动特征,包括流动图谱、压力分布和气动力分布;并将进气道内收缩比值与等熵理论最大起动收缩比限、自起动最大起动收缩比限和经验最大起动收缩比限做了对比分析,分析结果有助于高超进气道的设计和起动性能的评估。 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 吸气高超飞行器 进气道 起动 风洞试验
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高超音速飞行器及其关键技术简论 预览 被引量:30
14
作者 杨亚政 李松年 杨嘉陵 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期 537-550,共14页
简要评述了高超音速飞行器及其关键技术,包括:高超音速飞行的定义、高超音速流动的特征、高超飞行覆盖范围、高超飞行器蒙皮温度、以及高超飞行设计特点;高超飞行器的背景;高超飞行器研制的发展简史,及经验与思考;吸气式高超飞行... 简要评述了高超音速飞行器及其关键技术,包括:高超音速飞行的定义、高超音速流动的特征、高超飞行覆盖范围、高超飞行器蒙皮温度、以及高超飞行设计特点;高超飞行器的背景;高超飞行器研制的发展简史,及经验与思考;吸气式高超飞行器典型设计过程、发展战略、技术规划、和关键技术领域. 展开更多
关键词 高超音速流动 吸气高超飞行器 涡轮发动机冲压喷气发动机 涡轮基组合循环 火箭基组合循环 热防护系统
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吸气式空天飞行器飞行控制方法探析 预览 被引量:1
15
作者 姚宗信 李仁府 李爱军 《航空科学技术》 2015年第10期73-78,共6页
针对“吸气式空天飞行器(气动/动力/结构)强耦合特性引起的不确定非线性控制”问题,首先,分析了引起吸气式空天飞行器强耦合特性的原因及其对飞行控制的不利影响;然后,剖析了可用于吸气式空天飞行器控制的四种典型理论方法;之后... 针对“吸气式空天飞行器(气动/动力/结构)强耦合特性引起的不确定非线性控制”问题,首先,分析了引起吸气式空天飞行器强耦合特性的原因及其对飞行控制的不利影响;然后,剖析了可用于吸气式空天飞行器控制的四种典型理论方法;之后,针对吸气式空天飞行器模型的非线性和不确定性,探索了基于高阶滑模和鲁棒自适应两种理论的飞行控制方法,给出了具体的控制器设计思想;最后,评价了两种控制方法应用于吸气式空天飞行器的优势和局限性。 展开更多
关键词 吸气空天飞行器 高超声速 飞行控制 高阶滑模 鲁棒自适应
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吸气式空天飞行器闭环上升制导研究 预览 被引量:5
16
作者 泮斌峰 唐硕 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2010年第6期 48-51,共4页
闭环上升制导是吸气式空天飞行器达到快速优化、实时规划以及自主制导的必然要求。采用GHAME吸气式空天飞行器作为研究对象,提出了闭环上升制导最优控制方案,重点论证了该方案不存在关于节流阀值的奇异问题,并阐述了最优推力控制的Bang-... 闭环上升制导是吸气式空天飞行器达到快速优化、实时规划以及自主制导的必然要求。采用GHAME吸气式空天飞行器作为研究对象,提出了闭环上升制导最优控制方案,重点论证了该方案不存在关于节流阀值的奇异问题,并阐述了最优推力控制的Bang-Bang控制。引入有限差分法求解两点边值问题,并通过终端时刻调节算法求解终端时刻自由问题。仿真结果表明,所提出的闭环制导算法是有效、可行的,具有显著的优越性。 展开更多
关键词 吸气空天飞行器 闭环上升制导 最优控制 有限差分法
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