高超声速巡航飞行器乘波布局气动设计综述

王江峰, 王旭东, 李佳伟, 杨天鹏, 李龙飞, 程克明

(南京航空航天大学 航空宇航学院, 江苏 南京 210016)

0 引 言

目前世界各国对临近空间这一空域越来越关注，临近空间的一般定义为地球大气海拔高度20 km至“太空边缘”100 km的高度范围，该高度被称为“Kármán line”(卡门线)，开展飞行于该空域的高超声速飞行器研究具有重大的应用价值。对于不同任务形式的吸气式高超声速飞行器，气动布局的设计没有固定可循的模式，但其中的乘波构形由于在高超声速特定飞行条件下(如巡航)特有的优势而被广泛关注，成为吸气式高超声速飞行器一体化布局的重要候选外形。

高超声速飞行器除了高速巡航突防外，在水平起降及可重复使用等方面的要求也越来越高，飞行马赫数范围包括亚、跨、超、高超声速，在进行气动布局设计时必须兼顾低速气动性能。在现阶段工程技术限制下，吸气式高超声速飞行器无法依靠单一动力模式完成水平起降及高超巡航的整个包线过程，而应当使用组合动力系统。高超声速飞行器超燃冲压动力系统的特殊性，要求在气动布局设计中实现机体/推进系统的一体化[1-4]。

对于采用吸气式冲压发动机的飞行器，通过合理的设计激波形状，能够保证进气道入口处流场均匀，从而有效地保证发动机性能。以吸气式超燃冲压发动机为动力的高超声速飞行器的内流道一般由前体/进气道、隔离段、燃烧室、后体/尾喷管组成。由于超燃冲压发动……