迈向智能驱动的高超声速飞行器边界层主动质量引射减阻降热研究新范式

刘延芳1，2，3，王洪悦1，鄂羽佳1，齐乃明1，2，3（1.哈尔滨工业大学 航天学院；2．哈尔滨工业大学 苏州研究院；3．哈尔滨工业大学 郑州高等研究院）

摘要：新一代高超声速飞行器因高马赫数、长飞行时间、过载大的特性，面临着极端气动加热与复杂力学环境，对减阻与降热性能提出了严峻挑战。聚焦高超声速飞行器边界层主动质量引射减阻降热研究方法，系统评述该领域的研究进展及其范式转型路径。全面梳理了传统研究范式——实验、理论与数值方法的发展现状，并揭示核心挑战：实验数据稀疏性与多场耦合测量瓶颈、数值模拟的“精度-效率”权衡困境以及多尺度耦合建模理论与方法缺失。基于这些挑战，提出了以数据驱动、物理信息融合和多尺度耦合为核心的智能化科研新范式，并归纳了其技术分类与前沿进展。通过流体力学场景中的应用案例，深入分析了该新范式的创新机制及其在解决传统研究范式挑战中的优势和潜在应用思路。旨在通过对智能化科研新范式的深入洞察，激发研究人员的兴趣，推动高超声速飞行器减阻降热研究的持续发展与范式跃迁，为后续提升新一代高超声速飞行器的减阻降热性能提供重要的参考与启示。

关键词：高超声速飞行器；边界层主动质量引射；减阻降热；流动控制；数据驱动；物理信息融合；多尺度耦合