单轨火箭橇跨声速试验复杂流动研究

杨依峰，周人歌，吴 乔，张衷之，陈 浩

北京航天长征飞行器研究所，北京 100076

火箭橇试验是采用小型火箭推动，由火箭橇车体搭载试验件，在专用轨道上运行，获得一系列飞行状态参数的动态试验过程[1]。火箭撬试验是航空航天高速飞行器试验过程中的一种重要的地面模拟试验手段，是介于常规风洞试验和真实飞行试验之间的试验方法，其最大特点是可以模拟试验模型所需的速度和加速度。利用这一试验方法，不仅能考核航空航天飞行器整机、部件的性能，也能考核其对高速飞行环境的适应性和可靠性。该试验方法基本涵盖飞行试验，能够考核全尺寸模型，并且可以在轨无损回收模型，以供进一步的分析。此外，火箭撬试验可以通过在地面模拟飞行过程来获得大量数据，并且试验的重复性、操控性和维护性均优于风洞试验。国外发达国家十分重视高速地面火箭撬试验，在20世纪60年代开展了高速火箭撬试验，如美国建立了长达15km的火箭撬试验轨道，开展了高速飞行器试验、高速火箭发动机试验和高雷诺数气动力试验，以及相关的火箭撬专项试验。火箭撬试验如图1所示。

图 1 火箭撬试验

火箭撬技术的优点在于能够模拟较高飞行的动压，能够测试全尺寸飞行器模型；而缺点在于对飞行器流场的模拟存在复杂的地面效应和橇体干扰。国内外对火箭橇复杂流场开展了大量的研究，如国外Praharaj等[2]对火箭橇的稳态流场进行了模拟；……