The turning blade of hypersonic inlet is fixed at a certain position between the front surface of the inlet and the leading edge of the inlet, with the tip of the teeth pointing to the inflow and perpendicular to the inflow direction; the thickness of the sawtooth turning blade h=0-0.2mm; the sawtooth angle a=60-120 degrees; the height of the sawtooth turning blade is designed according to the flow instability characteristics of the shear layer at the compression corner of the inlet; the material of the sawtooth turning blade is that the melting point is higher than the flow direction. Material with local total temperature; serrated transition blades are bonded with high temperature resistant adhesives or otherwise fixed on the surface of the intake port precursor. Wind tunnel tests and large eddy simulations show that the zigzag transition plate can effectively trigger the transition of the inlet precursor boundary layer under the condition of wide Mach number inflow, which makes the boundary layer enter turbulent state at the inlet entrance, thus suppressing the flow separation caused by the interaction between the reflected shock wave from the inlet lip and the boundary layer, reducing the total pressure loss of the inlet and improving the performance of the inlet.
【技术实现步骤摘要】
高超声速进气道转捩片
本专利技术涉及一种高超声速进气道锯齿形转捩片,属于高超声速边界层流动控制
技术介绍
高超声速进气道是利用进气道压缩面产生的斜激波或等熵压缩波对来流进行压缩,从而对高超声速来流进行减速、增压和增温,达到满足燃烧室点火燃烧的要求。在高超声速进气道内部存在复杂的激波/边界层干扰,从地面及飞行试验来看,激波/边界层干扰会对进气道的工作及性能产生重要影响,特别是在边界层为层流时,在进气道唇口入射激波作用下很容易引起流动分离,使得进气道的捕获流量减小、总压恢复下降,严重时还会造成进气道不起动,导致飞行试验失败。相对于层流边界层,湍流边界层可以很好地抑制由激波/边界层干扰导致的流动分离,能够保障进气道的安全工作并提高其性能。然而通过飞行试验发现,在实际飞行中进气道压缩面边界层通常为层流状态,这是由于在高空低湍流度来流及进气道强激波压缩、钝前缘熵层的共同作用下,高超声速进气道边界层流动会变得更加稳定,难以实现自然转捩。因此,必须通过在前体压缩面安装人工转捩装置来获得湍流,例如X-43A、X-51A、HIFiRE-5、Hyfly等高超声速飞行器的飞行试验中均使用了一种名为“涡流发生器”的人工转捩装置,其构形为沿前体压缩面展向布置的一排或几排具有一定间距的圆柱形、钻石形或斜坡形粗糙单元,这种涡流发生器能够在边界层内诱导出一系列沿流向运动的涡对,进而达到触发边界层转捩的目的。然而涡流发生器有效高度通常占当地边界层厚度的70%以上,属于一种强扰动,虽然转捩效率高,但同时也存在诸多气动问题:在边界层中会引起小激波,从而带来边界层内的总压损失,产生附加 ...
【技术保护点】
1.高超声速进气道转捩片,其特征在于:所述的转捩片呈锯齿形,其厚度h=0~0.2mm,转捩片安装在进气道前体表面且位于前缘与压缩拐角之间。
【技术特征摘要】
1.高超声速进气道转捩片,其特征在于:所述的转捩片呈锯齿形,其厚度h=0~0.2mm,转捩片安装在进气道前体表面且位于前缘与压缩拐角之间。2.根据权利要求1所述的高超声速进气道转捩片,其特征在于:所述的锯齿形角度α=60°~120°。3.根据权利要求1所述的高超声速进气道转捩片,其特征在于:所述的转捩片齿高通过下述方式进行确定:首先计算出进气道压缩拐角处的剪切层流场,再通过三维流动稳定性分析得出使剪切层失稳的三维扰动波展向波长λ,则转捩片的齿高c=λ/2/tan(α/2)。4.根据权利要求1所述的高超声速进气道转捩片,其特征在于:所述的锯齿形转捩片齿尖指向来流方向,与来流垂直。5....
【专利技术属性】
技术研发人员:沈清,张红军,赵俊波,尚庆,纪锋,关发明,杨武兵,
申请(专利权)人:中国航天空气动力技术研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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