[发明专利]基于流线偏折的高超声速内转式进气道唇罩设计方法

摘要

本发明提出了一种新型的高超声速内转式进气道唇罩设计方法。本方法基于内收缩锥基准流场，通过将流线按照一定规律逆时针偏转，将唇罩前方原本不参与压缩的型面充分利用，提升进气道的压缩效率。其最大的优势在于：将原本一道很强的唇罩激波退化成两道甚至多道弱激波，从而削弱唇罩激波的强度，改善唇罩激波/进气道边界层干扰现象，达到提升进气道性能的目的。相比其他设计方法，本发明的设计方法易于控制两道唇罩激波的强度以及唇罩激波在肩部入射点的相对位置，设计更为灵活，更易实现，避免了流线旋转至指定方位之后再进行偏折处理的型线干扰问题。

主权项

基于流线偏折的新型高超声速内转式进气道唇罩设计方法，其特征在于包括以下步骤：(1).设计内收缩锥基准流场，通过有旋流特征线确定入射激波和反射激波的位置以及两道激波波后流动参数；(2).确定内转式进气道的捕获型线，将捕获型线用点集表达，确定其中属于唇罩部分的点；(3).选择合适的唇罩偏转角的变化规律，为了使得设计更具通用性，横轴使用当地弧长/唇罩总弧长无量纲，纵轴使用偏转角/最大偏转角无量纲处理；(4).根据两道唇罩激波等强度理论或根据进气道性能需求自行分配两道激波的强度，确定最大偏转角，计算捕获形状上每一点对应的偏转角；(5).根据捕获形状点的位置，在基准流场中追踪流线，根据其偏转角，对流线进行偏转；(6).根据斜激波理论，预估两道反射激波的入射位置，确定唇罩型线的长度；(7).将所有追踪到的流线旋转到对应捕获型线的方位，形成内转式进气道的前体压缩面和内收缩段。