高超声速飞行器边界层转捩飞行实验项目地面试验进展

叙述了美国空军科学研究办公室发起的高超声速飞行器边界层转捩飞行实验项目的基本情况。重点介绍了BOLT项目开展的地面试验情况。叙述了5座各有特色的风洞、不同缩比的试验模型和不同测试技术,分析了地面试验的进展与目的安排,并给出了开展高超声速转捩研究的相关启示。     

高超声速边界层转捩及基于层流脉动能的转捩预测

高超声速边界层转捩现象长期以来一直是高超声速飞行器空气动力学的关键课题之一,其中转捩位置预测是转捩研究的一个重要内容。总结了高超声速边界层转捩的特征,在此基础上,分析了传统高超声速边界层转捩工程预测方法的局限,并重点介绍了基于层流脉动能的新的转捩起始位置预测方法的基本原理,及其理论建模和数值模拟研究的进展。     

边界层转捩飞行测量方法及实现

针对高超声速边界层转捩飞行试验研究的需要,通过一体化的变厚度薄壁测温和热流辨识方法,利用测量薄壁内壁温度辨识表面热流可实现飞行器表面转捩位置的测量。考虑到飞行器高速飞行过程中表面气动加热和振动环境要求,对测量结构和机体结构开展了一体化模块设计,提高了测量结构的整体承载抗热振能力;利用热振联合地面试验系统,在飞行状态地面模拟条件下,对测热部件进行了热振联合试验考核,验证了测量结构的安全性和可靠性。地面热振联合试验和飞行试验结果表明,该型转捩测量结构可承受飞行条件气动加热和振动环境,能迅速地响应和准确地反映气动加热环境热流的变化,可准确捕捉飞行条件下高超声速边界层转捩现象。获取的热流转捩测量数据,可为高超声速转捩预测计算模型提供校准数据。     

边界层转捩在高超声速飞行器外形设计中的应用

介绍了吸气式高超声速飞行器边界层转捩的特点及在设计环境方面的影响. 讨论了美国高超声速计划飞行器的外形选择从轴对称演化到尖劈状外形的过程. 分析了钝头体前缘钝化程度、壁面温度、逆压梯度对转捩的影响. 研究了来流马赫数、雷诺数、攻角对飞行器驻点气动热的影响. 使用基于线性稳定模型的emalik程序计算了转捩现象.     

适用于高超声速边界层的转捩准则预测方法

采用层流+转捩准则+湍流模式方法对高超声速边界层转捩进行预测。采用f (Re, Me)类转捩准则耦合SA、SST湍流模式,对超声速平板边界层、2°攻角尖锥裙流动和类 X-51高超声速飞行器前体流动进行数值模拟研究。给出摩阻系数、热流系数和湍动能、涡粘性系数的计算结果。采用的层流+转捩准则+湍流模式方法能够较正确地预测高超声速边界层转捩。所采用的湍流模式本身的性能对边界层转捩的预测存在影响,主要表现在对来流扰动环境的感受性及涡粘性系数生成两方面。     

高超声速飞行器转捩特性及表面特征研究

高超声速飞行器飞行时,会出现转捩问题,其对飞行器力/热特性和飞行器的设计均有显著影响。本文采用数值和工程方法相结合,对高超声速飞行器迎风面的转捩情况进行预测,同时对飞行器表面粗糙度和表面缺陷对转捩特性的影响进行研究。本文得到了飞行器飞行的转捩高度,同时,获得了转捩特性与表面粗糙度、表面缺陷的相关关系,对该类飞行器的设计有一定借鉴意义。     

高超声速飞行器尾迹转捩及其对雷达散射截面的影响

当飞行器在大气层中以高超声速飞行时,在下游形成的等离子体尾迹有可能引起雷达散射截面（RCS）突增现象,影响飞行器的探测、跟踪和识别。在自由飞弹道靶上开展高超声速模型流场特性试验研究,测量不同马赫数和靶室压力下模型尾迹的流场结构和转捩位置,利用转捩准则对试验结果进行分析,讨论了转捩位置变化对高超声速飞行器RCS特性产生的影响。结果表明：模型特征尺寸、飞行马赫数和压力等是影响转捩位置的主要参数;尾迹对高超声速飞行器RCS的影响非常复杂,将改变RCS大小,使雷达成像变模糊甚至产生假目标。     

美国高超声速风洞试验能力发展综述

风洞试验对高超声速飞行器的研制发展起着重要作用.近年来,美国国防部不断加大基础试验设施投资,通过对现有高超声速风洞设备现代化升级改造,极大地弥补了其高超声速地面试验能力的不足.调研了美国高超声速风洞试验能力发展背景,重点阐述了近期美国高超声速风洞地面试验在气动力/热、推进一体化、材料与结构等领域能力提升的主要动向,以及...     

高超声速流动控制技术研究进展

流动控制在高超声速飞行器上取得了较为广泛的应用,已成为高超声速飞行器的关键技术之一。半个世纪以来,高超声速流动控制主要集中在减阻防热控制研究和边界层控制研究两个方面。分别对应用于减阻防热控制和边界层控制的流动控制方式进行了概述,并对钝头体减阻防热控制和边界层典型控制方式的研究进展进行了总结。     

国外高超声速飞行加速地面模拟能力研究进展

提出了国外高超声速技术和飞行器性能研究中的几个重要模拟能力问题,包括变马赫数地面试验能力、实时响应动态试验体系和清洁空气试验能力。介绍了美国在这三个方面的关键技术的研究进展。     

2012年美国高超声速项目进展及趋势分析

聚焦2012年美国高超声速重大事件,通过对X-51A、X-37B、HTV-2以及HIFiRE等项目进展状况的研究以及对美国决策、预算的分析,揭示美国高超声速技术发展的新动向。分析认为高超声速武器和常规快速全球打击的需求仍是美国高超声速技术发展的一大动因,未来美国有可能率先装备助推-滑翔高超声速飞行器,随后再发展吸气式动力高超声速飞行器。以此为牵引,推进技术、材料技术以及导航、制导与控制技术等同步发展,快速实现从研究到应用的跨越。     

美国高超声速武器发展与防御

高超声速武器是军事和科研领域的研究热点。针对高超声速飞行器防御问题，系统分析了美国高超声速飞行器的发展历程，在对高超声速飞行器防御难点进行剖析的基础上，研究了美国对该类目标的防御能力与防御规划，最后从预警探测角度阐明了近期需要关注的几个方面和远期发展重点。分析结果表明：针对高超声速飞行器防御存在地基预警系统探测视距有限、空基预警系统全程监视能力不足、天基红外预警系统正在发展等问题，需多平台、多传感器协同运用，构建空天地一体化的全域预警探测体系进行联合探测。     

基于乘波技术的高超声速巡航飞行器发展趋势与管理模式

高超声速巡航飞行器设计在航空航天领域是一项庞大的系统工程.在对美国HyTech/HySET项目、HyFly项目、Hyper-X项目、X-51A项目以及HiFire项目研究进展进行阐述的基础上,分析了其在高超声速巡航飞行器研制上的组织管理模式,并针对国情,提出了更加有效的方法和措施.     

高超声速技术验证飞行器HTV-2综述

HTV-2是美国空军重点发展的高超声速技术验证飞行器,尽管其两次飞行试验均以失败告终,但对美国发展高超声速技术及未来的高超声速巡航飞行器具有重要意义.文中从发展背景、气动特性和主要研究工作等方面对高超声速技术验证飞行器HTV-2作了较为详细的介绍,并对高超声速技术的发展方向和研究方法进行了分析.     

国外高超声速飞行器发展历程综述

高超声速技术是世界航空航天史上的重要里程碑之一。当前,世界各大军事强国正在加紧高超声速技术的研究,着重分析了高超声速飞行器的定义和分类方法,具体回顾了以美国为首的国外主要军事强国的高超声速飞行器研究发展历程。论述了各国具体高超声速的发展计划,包括任务与型号、主要研发机构、研究成果及历史意义等,并总结了国外高超声速飞行器及其相关技术的发展规律和特点。     

2020年国外高超声速技术发展回顾

对2020年国外高超声速飞行器技术领域的重要发展动向进行了全面梳理,分析和总结了美国、俄罗斯、印度、日本、挪威等世界主要国家在高超声速领域的发展情况和态势。美国稳步推进在研高超声速导弹项目,为后续继续开展试验做好技术储备;俄罗斯在高超声速武器部署方面取得先机,密集开展飞行试验,并披露装备部署计划;印日挪等国也通过开展飞行试验或公布研制计划等方式加快高超声速技术的发展。最后预测了未来发展动向。     

高超声速飞行器突防制导的发展现状与未来发展方向

高超声速飞行器在军用和民用领域均具有重要的战略意义.目前,各类拦截器发展迅速,为高超声速飞行器带来了极大挑战.研究高超声速飞行器的突防制导策略与方法,有助于发挥高超声速飞行器的各项优势,确保其作战效能和战略威慑能力.总结并梳理了现有高超声速飞行器和拦截武器的发展现状,分析了高超声速飞行器突防的优势和难点,对比分析了滑翔...     

美国高超声速武器研制新动向

2010—2011年期间,在高超声速空射武器和高超声速飞行器的研制方面,美国出现了一些新的发展动向。文中主要对弧光导弹计划、怪兽计划、X-51A+计划和RIPTIDE导弹计划、HSRFRV项目等一系列新的高超声速武器研制发展计划进行了介绍。     

美国X-51A高超声速飞行器的发展与思考

介绍了美国X-51A高超声速飞行器的发展历程和四次演示验证飞行试验的基本情况,分析了X-51A高超声速飞行器的独特技术,并对美国高超声速技术研发的特点进行了全面、系统地总结。     

临近空间高超声速飞行器作战应用研究

临近空间高超声速飞行器是21世纪武器系统的重要组成部分,是未来联合作战的重要作战平台。分析了临近空间高超声速飞行器的作战任务,研究了高超声速飞行器的作战样式,并对高超声速飞行器的对未来联合作战产生的影响进行了讨论,总结了对抗高超声速技术的一些策略。