高超声速再入双锥飞行器横向喷流控制效率数值研究

作     者：雷娟棉 朱沛宇 

作者机构：北京理工大学宇航学院 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

主　　题：横向喷流 再入双锥飞行器 控制效率 高超声速 数值模拟 

摘      要：横向喷流是飞行器进行姿轨控的有效手段，为研究高超声速再入双锥飞行器喷流控制效率随飞行条件和飞行姿态角的变化规律，基于三维雷诺平均N-S方程对再入式双锥飞行器横向喷流绕流场进行了数值模拟研究，分析了飞行马赫数、高度、攻角和侧滑角对喷流控制效率的影响，并揭示了相应的流动机理。结果表明：在进行横向喷流控制时，飞行马赫数的增大或飞行的高度降低能够显著提升喷流法向力和俯仰力矩的控制效率，随着飞行高度的增加，控制效率均逐渐接近1；攻角为-20°与-30°时，来流与喷流干扰使喷流气体大面积作用在飞行器表面上，导致产生与喷流推力方向相反的吸力，使喷流法向力控制效率降为负值，但会使喷流俯仰力矩的控制效率提高；随着攻角向正转变，喷流法向力控制效率逐渐转为正值，并在10°时达到最佳，喷流俯仰力矩控制效率会向1接近；飞行侧滑角的变化对喷流控制效率的影响较小。