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原文传递基于典型内转进气道的高超声速内外流一体化设计方法

专利名称：	基于典型内转进气道的高超声速内外流一体化设计方法
摘要：	本发明公开了一种基于典型内转进气道的高超声速内外流一体化设计方法，所述方法包括以下步骤，(1)、根据设计要求指定设计截面内的激波曲线与虚拟激波曲线；(2)、以离散激波曲线与曲率中心的关系反推出一系列基本流场，基本流场包括内收缩基本流场与外压缩基本流场；(3)、设计三维内转进气道出口形状在设计截面上的投影；(4)、设计飞行器机体前缘捕获型线在设计截面上的投影，在步骤(2)所述的外压缩基本流场中进行顺流向流线追踪获得乘波体压缩型面，并通过二元平面压缩段两节内外流两部分；(5)、对高超声速乘波飞行器其他部件进行构造完成一体化设计。本发明生成的内外流一体化装置同时发挥了乘波飞行器机体与内转进气道的性能优势。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江西;36
申请人：	南昌航空大学
发明人：	李怡庆;孙通;江威;赵键
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-24T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201910440578.1
公开号：	CN110182380A
代理机构：	南昌洪达专利事务所
代理人：	刘凌峰
分类号：	B64F5/00(2017.01);B;B64;B64F;B64F5
申请人地址：	330000 江西省南昌市丰和南大道696号
主权项：	1.一种基于典型内转进气道的高超声速内外流一体化设计方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤， (1)、根据设计要求指定设计截面内的激波曲线与虚拟激波曲线； (2)、以离散激波曲线与曲率中心的关系反推出一系列基本流场，基本流场包括内收缩基本流场与外压缩基本流场； (3)、设计三维内转进气道出口形状在设计截面上的投影，在步骤(2)所述内收缩基本流场中进行逆流向流线追踪获得三维内转进气道压缩型面与三维内转进气道前缘捕获型线； (4)、设计飞行器机体前缘捕获型线在设计截面上的投影，在步骤(2)所述的外压缩基本流场中进行顺流向流线追踪获得乘波体压缩型面，并通过二元平面压缩段两节内外流两部分； (5)、对高超声速乘波飞行器其他部件进行构造完成一体化设计。 2.根据权利要求1所述的一种基于典型内转进气道的高超声速内外流一体化设计方法，其特征在于：所述步骤(1)中得到连续的基于典型三维内转进气道的高超声速内外流一体化方案所乘激波曲线乘波段、基于典型三维内转进气道的高超声速内外流一体化方案所乘激波曲线内乘波段，随后根据三角关系式获得虚拟激波段，内外流激波曲线依靠曲率半径无穷大二元平面乘波段连续过度，并获取三维波系乘波段激波曲线当地曲率中心与三维波系内乘波段激波曲线当地曲率中心，三维波系乘波段激波曲线当地曲率中心与三维波系内乘波段激波曲线当地曲率中心的方向相反，依靠二元平面乘波段衔接。 3.根据权利要求1所述的一种基于典型内转进气道的高超声速内外流一体化设计方法，其特征在于：所述步骤(2)中内收缩基本流场是一系列变曲率半径的含有中心体的轴对称内收缩流场；外压缩基本流场是一系列变曲率半径的圆锥流场。 4.根据权利要求1所述的一种基于典型内转进气道的高超声速内外流一体化设计方法，其特征在于：所述步骤(3)中三维内转进气道出口形状在设计截面上的投影设计为圆形，三维内转进气道前缘捕获型线由出口形状唯一确定。 5.根据权利要求1所述的一种基于典型内转进气道的高超声速内外流一体化设计方法，其特征在于：所述步骤(4)中飞行器机体前缘捕获型线在设计截面上的投影采用三次曲线拟合，拟合条件包括三维内转进气道前缘捕获型线端点处坐标与斜率，基于典型三维内转进气道的高超声速内外流一体化方案所乘激波曲线虚拟激波段端点处坐标与斜率；之后在步骤(2)所述的外压缩基本流场中进行顺流向流线追踪获得流线；将所得流线在横向位置上构成流面得到飞行器机体外流部分，该部分与步骤(3)所得的飞行器机体内流部分相连接即构成内外流一体化装置。 6.根据权利要求1所述的一种基于典型内转进气道的高超声速内外流一体化设计方法，其特征在于：所述步骤(5)中根据已获得三维内转进气道肩部型线等直向下游拉伸能够得到与燃烧室相匹配的圆形出口形状，进而构造燃烧室、尾喷管，生成完整的超燃冲压发动机内流通道，并于垂尾上布置方向舵，于飞行器机体外流部分后缘布置升降舵；最终完成基于典型三维内转进气道的高超声速内外流一体化设计。
所属类别：	发明专利