高超声速进气道飞行器一体化设计技术的发展

孟宇鹏, 杨 晖, 满延进

(北京动力机械研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室,北京 100074)

引 言

飞得更高、更快、更远始终是人类飞行器发展的主旋律,随着技术的进步,近十多年来,高超声速飞行器已经成为各强国的一个重要技术竞争方向,开展了一系列的研究工作和计划[1-7].不同于无动力的助推滑翔式高超声速飞行器,吸气式高超声速飞行器采用超燃冲压发动机或组合发动机为主要动力,可以充分利用大气层内的氧气做氧化剂,使得飞行器具有连续可控的推力,具备更高的飞行灵活性和经济性,实现大气层内高超声速飞行.超燃冲压发动机是吸气式高超推进系统的核心,而高超声速进气道则是超燃冲压发动机的关键部件之一,其利用自身压缩结构,将前方高速来流减速降低至燃烧室能够工作的一个范围,并提高压力,将气流动能有效转化为势能,为燃烧室提供所需流量和品质的空气,确保发动机稳定可靠工作.高超声速进气道除了作为发动机关键部件外,也影响飞行器的升阻比、配平特性等气动性能,与飞行器的整体布局和性能特性联系也更加紧密.飞行器的任务特点、气动特性以及动力系统性能都和进气道的布局形式以及性能相耦合,须综合考虑.

超声速进气道设计通常基于各斜激波最优理论设计或等强度激波设计,以实现进气道在工作点的总压恢复系数最优.高超声速进气道的设计须在考……