[发明专利]高速飞行器钻石型强制转捩装置设计方法及装置

权利要求书

1.一种高速飞行器钻石型强制转捩装置设计方法，其特征在于，所述强制转捩装置设计方法包括：

步骤一，在飞行条件最不容易转捩的状态下，根据飞行器前体进气道壁面的极限流线分布，在保证所述强制转捩装置的流向安装位置至少距离进气道入口0.5m的条件下，确定所述强制转捩装置的初始安装位置的距离范围；根据所述强制转捩装置的初始安装位置的距离范围以及所述高速飞行器的结构安装空间以确定所述强制转捩装置的安装位置；根据所述强制转捩装置的安装位置和所述飞行器前体进气道壁面的极限流线分布以确定所述强制转捩装置的第一展向宽度；

步骤二，根据飞行器前体进气道壁面的流场参数确定所述强制转捩装置的安装位置截面最大的焓值边界层厚度δmax；

步骤三，根据所述强制转捩装置的安装位置截面最大的所述焓值边界层厚度δmax，确定所述强制转捩装置的尺寸参数；

所述飞行条件最不容易转捩的状态是飞行马赫最大、飞行高度最高、攻角越小、壁温越高，进气道压缩面越不容易转捩的状态；

所述第一展向宽度的确定方法是：在强制转捩装置的安装位置确定之后，根据升力体/乘波体吸气式高速飞行器的前体进气道壁面极限流线分布图，确定在所述安装位置处能够全部进入进气道的流线宽度，所述流线宽度被设计成强制转捩装置的第一展向宽度；

所述强制转捩装置包括多个并排设置的转捩装置粗糙单元，所述强制转捩装置的尺寸参数包括粗糙单元间距d、粗糙单元高度h和粗糙单元边长l；

所述粗糙单元间距通过d＝2.414*δmax来确定，所述粗糙单元高度h通过h＝0.5*δmax来确定，粗糙单元边长l通过l＝δmax来确定。

2.根据权利要求1所述的高速飞行器钻石型强制转捩装置设计方法，其特征在于，在所述步骤三之后，所述设计方法还包括：

步骤四，根据不同的飞行条件，确定飞行器前体进气道表面的强制转捩装置流向安装位置处能够全部进入进气道入口的流线宽度，从所述流线宽度中选择最大的宽度作为强制转捩装置的第二展向宽度；

步骤五，根据所述第一展向宽度与所述第二展向宽度的数值大小，以确定所述强制转捩装置的实际展向宽度。

3.根据权利要求2所述的高速飞行器钻石型强制转捩装置设计方法，其特征在于，所述步骤五具体包括：当所述第一展向宽度大于或等于所述第二展向宽度时，将所述第一展向宽度作为所述强制转捩装置的实际展向宽度；当所述第一展向宽度小于所述第二展向宽度时，将所述第二展向宽度作为所述强制转捩装置的实际展向宽度。

4.根据权利要求1所述的高速飞行器钻石型强制转捩装置设计方法，其特征在于，在所述步骤一中，通过数值计算的方法，计算升力体/乘波体进气道的流场，以获取所述飞行器前体进气道壁面的极限流线分布。

5.根据权利要求1所述的高速飞行器钻石型强制转捩装置设计方法，其特征在于，所述飞行条件最不容易转捩的状态根据飞行马赫、飞行高度、攻角以及壁温来确定。

6.根据权利要求1所述的高速飞行器钻石型强制转捩装置设计方法，其特征在于，在所述步骤一中，根据弹道条件，选取发动机工作包线内最不容易转捩的状态，根据飞行器前体进气道壁面的极限流线分布和高速飞行器的结构安装空间，确定强制转捩装置的安装位置以及强制转捩装置的第一展向宽度。

7.一种高速飞行器钻石型强制转捩装置，其特征在于，所述强制转捩装置根据如权利要求1至6中任一项所述的高速飞行器钻石型强制转捩装置设计方法来进行设计。