宽速域高压捕获翼气动构型及其跨声速气动特性

崔凯1，2，王泽森1，2，肖尧1，田中伟3，李广利1，常思源1（1中国科学院 力学研究所 高温气动国家重点实验室；2中国科学院大学 工程科学学院；3.中国科学院 力学研究所 宽域飞行工程科学与应用中心）

摘要：具备高超声速巡航能力的宽速域飞行器是近年来国内外的研究热点，然而，更宽的飞行速域给气动布局设计带来了巨大的挑战。为有效突破实用化升阻比与容积率之间的矛盾，基于高压捕获翼气动布局概念提出了一种具有大容积率特征的新型气动构型，仿真结果表明该构型在马赫数6. 0 条件下最大升阻比可达5. 89，相比于不带捕获翼的参考构型而言升阻比增量超过18%。在此基础上，重点针对马赫数0. 8 和1. 2 两个典型跨声速状态进行了数值仿真与分析。结果表明，相较参考构型，新型高压捕获翼气动构型在两种状态下的升力和阻力系数均有不同程度的增加。尽管升阻比有一定损失，但在整个宽速域范围内气动焦点的偏移量明显减小。在跨声速速域内焦点相对偏移量减小11. 1%，在跨声速至高超声速速域内焦点相对偏移量减小49. 9%。进一步分析表明，气动焦点偏移量的缩减主要是新增翼面与机身间的耦合作用所致。

关键词：宽速域；高压捕获翼；气动构型；计算流体力学；跨声速