本發(fā)明涉及飛行器設計與空氣動力學領域。更具體地說，本發(fā)明涉及一種用于寬馬赫數(shù)飛行器流量調(diào)節(jié)的翹板及控制方法。

背景技術：

1、寬速域、大空域飛行是下一代高超聲速飛行器發(fā)展的必然趨勢，在稠密大氣、臨近空間飛行的重復使用高超聲速飛行器，是未來引領空天技術革命、開創(chuàng)航天航空融合發(fā)展新格局的新型飛行器。寬域飛行器的進氣道是發(fā)動機所需空氣的進口和通道，是實現(xiàn)吸氣式發(fā)動機所需空氣的捕獲和輸運的核心部件。流量匹配是進氣道要保證在飛行包線內(nèi)任意點都能提供發(fā)動機所需求的空氣流量，滿足質(zhì)量守恒和流量連續(xù)的工作條件，同時實現(xiàn)盡可能高的總壓恢復系數(shù)、能量損失小等目標。寬域飛行器跨越亞聲速、超聲速以及更高飛行速度，飛行包線大，氣動特性和推進特性變化顯著。針對寬速度域、寬空間域的工作需求，飛行器進氣道在各種飛行狀態(tài)和發(fā)動機工作狀態(tài)下，供給發(fā)動機所需的空氣量并保證進氣道穩(wěn)定工作，如在較低的飛行馬赫數(shù)條件下，空氣密度較高，飛行阻力相對更大，所需的空氣流量較高空高馬赫數(shù)飛行時更大。因此，傳統(tǒng)的固定幾何構型的進氣道難以滿足寬速域、大空域高超聲速飛行器的寬流量需求，需要通過調(diào)節(jié)進氣道幾何構型來實現(xiàn)對寬域飛行器的流量調(diào)節(jié)以及局部流動狀態(tài)，使飛行器在各個飛行階段均具有較高的飛行效能，實現(xiàn)飛行器在寬速域、寬空域的安全、穩(wěn)定飛行，并拓寬發(fā)動機的起動性能。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。

2、為了實現(xiàn)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種用于寬馬赫數(shù)飛行器流量調(diào)節(jié)的翹板，包括：設置在進氣道的進口段與出口段之間，并與進氣道同寬的雙翹板，所述雙翹板包括：

3、設置在進口段尾端，并通過轉(zhuǎn)軸ⅰ與進口段尾端轉(zhuǎn)動連接的第一級翹板；

4、設置在第一級翹板尾端，并通過轉(zhuǎn)軸ⅱ與進口段尾端轉(zhuǎn)動連接的第二級翹板；

5、其中，第一級翹板、第二級翹板在對應轉(zhuǎn)軸的配合下均可向流道外側(cè)轉(zhuǎn)動。

6、優(yōu)選的是，進氣道的轉(zhuǎn)圓段處為第二級翹板的設計區(qū)域，且第二級翹板的長度配置為當?shù)剡吔鐚雍穸鹊?~3倍；

7、飛行器前體激波的依賴域為第一級翹板設計的約束條件。

8、一種翹板控制方法，基于對翹板控制以在寬馬赫數(shù)下實現(xiàn)飛行器流量調(diào)節(jié)，包括：

9、當飛行器的飛行馬赫數(shù)低于氣動設計馬赫數(shù)時，第二級翹板保持為0°，通過轉(zhuǎn)動第一級翹板實現(xiàn)流量調(diào)節(jié)，且飛行馬赫數(shù)偏離進氣道的設計馬赫數(shù)越大，第一級翹板的轉(zhuǎn)動角度越大；

10、在飛行馬赫數(shù)高于設計馬赫數(shù)時，保持第一級翹板為0°，通過轉(zhuǎn)動第二級翹板進行局部流場調(diào)節(jié)。

11、本發(fā)明至少包括以下有益效果：本發(fā)明是一種用于調(diào)節(jié)寬速域、大空域進氣道的翹板結(jié)構，在對翹板的局部變形控制過程中，對飛行馬赫數(shù)低于和高于進氣道設計馬赫數(shù)的兩類情形分別設計不同的控制方案，實現(xiàn)了寬馬赫數(shù)條件下進氣道流量有效調(diào)節(jié)與局部流場優(yōu)化，具有結(jié)構簡單，易實施的優(yōu)點。

12、本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領域的技術人員所理解。

技術特征：

1.一種用于寬馬赫數(shù)飛行器流量調(diào)節(jié)的翹板，其特征在于，包括：設置在進氣道的進口段與出口段之間，并與進氣道同寬的雙翹板，所述雙翹板包括：

2.如權利要求1所述的用于寬馬赫數(shù)飛行器流量調(diào)節(jié)的翹板，其特征在于，進氣道的轉(zhuǎn)圓段處為第二級翹板的設計區(qū)域，且第二級翹板的長度配置為當?shù)剡吔鐚雍穸鹊?~3倍；

3.一種翹板控制方法，通過控制如權利要求1-2任一項所述翹板以在寬馬赫數(shù)下實現(xiàn)飛行器流量調(diào)節(jié)，其特征在于，包括：

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于寬馬赫數(shù)飛行器流量調(diào)節(jié)的翹板及控制方法，屬于飛行器設計與空氣動力學領域，所述翹板包括：設置在進氣道的進口段與出口段之間，并與進氣道同寬的雙翹板，所述雙翹板包括：設置在進口段尾端，并通過轉(zhuǎn)軸Ⅰ與進口段尾端轉(zhuǎn)動連接的第一級翹板；設置在第一級翹板尾端，并通過轉(zhuǎn)軸Ⅱ與進口段尾端轉(zhuǎn)動連接的第二級翹板；其中，第一級翹板、第二級翹板在對應轉(zhuǎn)軸的配合下均可向流道外側(cè)轉(zhuǎn)動。本發(fā)明提供一種用于寬馬赫數(shù)飛行器流量調(diào)節(jié)的翹板及局部變形控制方法，可用于調(diào)節(jié)寬速域、大空域進氣道的場景中，實現(xiàn)了寬馬赫數(shù)條件下進氣道流量有效調(diào)節(jié)與局部流場優(yōu)化，具有結(jié)構簡單，易實施的優(yōu)點。

技術研發(fā)人員：王剛,李濤,周文豐,謝峰,楊彥廣,王宏宇,胡延超,唐明智
受保護的技術使用者：中國空氣動力研究與發(fā)展中心超高速空氣動力研究所
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/23