表面烧蚀对高超声速飞行器气动特性的影响研究

作     者：郑永康 叶友达 田浩 田浩 蒋勤学 Zheng Yongkang;Ye Youda;Tian Hao;Jiang Qinxue

作者机构：北京流体动力科学研究中心 

出 版 物：《空天技术》 (Aerospace Technology)

年 卷 期：2024年第2024卷第2期

页      面：54-68页

核心收录：

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主　　题：高超声速飞行器 表面烧蚀 热流 碳-碳材料 降热减阻 

摘      要：针对飞行器高速飞行过程中受气动加热影响碳-碳材料表面发生微烧蚀，反应产物进入流场边界层与高温气体相互作用的复杂物理化学过程，开展了典型工况条件下翼身组合体和类HTV-2飞行器的热化学非平衡数值计算，分析了碳-碳材料表面烧蚀效应对高超声速飞行器气动特性的影响规律。结果表明，碳-碳材料表面烧蚀的程度越剧烈，材料表面气体引射速度越高，飞行器降热减阻的效果越明显。碳-碳材料表面烧蚀模型，在端头、翼前缘等区域，主要影响表面热流计算结果；在迎风面大面积区域，主要影响摩阻计算结果；在背风区对流场影响较小。表面烧蚀效应有效降低了轴向力的预测值，对法向力和俯仰力矩几乎没有影响。