高升阻比飞行器气动布局研究

【作者】 叶友达； 卢笙； 张涵信；

【机构】 国家计算流体力学实验室； 北京航空航天大学宇航学院；

【摘要】 空天安全是国家安全的重要组成部分,要保证国家的空天安全,就必须发展空天作战飞行器;而发展空天飞行器,就必须提前研究其中存在的关键基础科学问题,新型飞行器的布局研究就是其中一个关键的基础科学问题。众所周知,美国为了达到控制全球的目的,研究部署国家导弹防御系统(NMD)和战区导弹防御系统(TMD),这些系统名为“防御”,实际上可作为进攻的武器。为了我国的空天安全,应该研究与未来空天作战相关的重大基础问题。未来空天作战武器的特点是:高速度、高机动、高隐形、长航程,并且要求材料质量轻,强度、韧度高和防热性能好。正是基于这样的考虑,我们开展了具有高速度和长航程的滑翔式高升阻比飞行器的气动布局研究。通过研究,我们知道,只有具有高升阻比特性的飞行器,在无动力飞行条件下才能获得长航程。本文主要通过完全NS方程的数值模拟进行高升阻比飞行器的气动布局研究,通过大量的数值模拟实践,进行高升阻比飞行器的外形选择。为了改善复杂外形的网格生成质量并提高数值模拟的研究速度,本文采用了商用软件进行高升阻比飞行器外形的建模、外形优化和计算网格的生成。在边界条件的处理上,利用黎曼不变量处理远场边界条件,使得在大侧滑角情况下也可以采用对称的流场计算网格进行模拟,减少了计算网格随不同侧滑角情况生成的工作量。更多还原