PDF《高超声速飞行器舱内压力预测》

第37卷 第 1期

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1 6年 1月 宇航学报JournalofAstronauticsVol.

37JanuaryNo.12016高超声速飞行器舱内压力预测 郭鹏飞1 ,刘杰平1 ,陈龙2 (

1 .中国运载火箭技术研究院研究发展中心,北京

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7 6 ;

2 .南京航空航天大学空气动力学系,南京

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1 6 ) 摘要:针对高超声速飞行器独特的飞行状态及环境特点, 对其舱体内部压力变化进行了预测研究.综述飞 行器的被动式及主动式舱内压力控制系统特点, 提出采用准一维等熵流公式结合计算流体动力学( C F D ) 进行舱内 压力预测的方法, 研究被动式充排气系统对舱内压力变化的影响, 为高超声速飞行器充排气系统的设计提供了重 要的参考和依据. 关键词:高超声速飞行器;

舱内压力预测;

准一维等熵流;

计算流体动力学 中图分类号:T P

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1 文献标识码:A 文章编号:1

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2 8 (

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0 6 D O I :

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7 I n t e r n a l P r e s s u r eP r e d i c t i o no f H y p e r s o n i cV e h i c l e G U OP e n g f e i

1 ,L I UJ i e p i n g

1 ,C H E NL o n g

2 (

1 . R e s e a r c ha n dD e v e l o p m e n t C e n t e r ,C h i n aA c a d e m yo f L a u n c hV e h i c l e T e c h n o l o g y ,B e i j i n g

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7 6 ,C h i n a ;

2 . D e p a r t m e n t o f A e r o d y n a m i c s ,N a n j i n g U n i v e r s i t y o f A e r o n a u t i c s a n dA s t r o n a u t i c s ,N a n j i n g

2 1

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1 6 ,C h i n a ) A b s t r a c t : C o n s i d e r i n gt h ee f f e c t s o f f l i g h t s t a t ea n de n v i r o n m e n t c h a r a c t e r i s t i c s ,t h i sa r t i c l ed e d i c a t e st ot h ei n t e r n a l p r e s s u r ep r e d i c t i o no f t h e h y p e r s o n i c v e h i c l e . T h e p a s s i v e a n da c t i v e i n t e r n a l p r e s s u r e c o n t r o l m e t h o d s o f h y p e r s o n i c v e h i c l e a r es u m m a r i z e d .B y c o m b i n i n g t h e q u a s i o n e d i m e n s i o n a l i s e n t r o p i c f l o wm e t h o dw i t hc o m p u t a t i o n a l f l u i dd y n a m i c s ( C F D ) n u m e r i c a l s i m u l a t i o n ,t h ee f f e c t s o f p a s s i v e a i r i n f l a t i o n / d e f l a t i o ns y s t e mo nt h e i n t e r n a l p r e s s u r e a r e s t u d i e d .T h e s e r e s u l t s h a v ec o n s i d e r a b l es i g n i f i c a n c ef o r t h ed e s i g no f t h ea i r i n f l a t i o n / d e f l a t i o ns y s t e mo f t h eh y p e r s o n i cv e h i c l e . K e yw o r d s :H y p e r s o n i c v e h i c l e ;

I n t e r n a l p r e s s u r e p r e d i c t i o n ;

Q u a s i o n e d i m e n s i o n a l i s e n t r o p i c f l o w ;

C o m p u t a t i o n a l f l u i dd y n a m i c s ( C F D ) 收稿日期:

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1 5

0 1

0 9 ;

修回日期:

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0 引言随着现代航空航天技术的快速发展, 世界各国 对外层空间、 地球轨道空间和亚轨道空间的关注日 益增强, 开展了大量高速飞行器的研究计划和项目. 特别是在以美国 X-

3 7 B为代表的新一代空天往返 高超声速飞行器研究成果的激励下, 世界范围内掀 起了高超声速飞行器领域研究的新热潮, 纷纷加紧 研制新型飞行器以保证空间利益和战略威慑能 力[

1 ] . 高超声速飞行器通常是指能够以马赫数 5以上 的速度在外层空间、 地球轨道空间、 亚轨道空间或大 气层内飞行的飞行器.由于具有极高的飞行速度和 极强的机动能力, 以及在全球快速打击和快速反应 等方面的巨大应用潜力, 高超声速飞行器已成为世 界各国航空航天领域中最具有前瞻性、 前沿性和战 略性的高新技术之一, 代表了先进航空航天技术的 重要发展方向[