再入飞行器最佳外形探讨

本文介绍再入飞行器可能的最佳外形的研究情况。选择再入飞行器最佳形状的准则是:气动稳定性、端头和截锥体边界层转捩的发生和传播、非对称端头形状变化引起的配平、最小的再入散布以及助推器的尺寸和重量限制。数值计算结果表明,根据上述准则,与球形端头相比,扁圆形端头(例如平面端头或5×1椭球形端头)具有较好的潜在性能。对于后体,只考虑了双锥外形,并且经研究确定最佳的双锥外形有如下特点:θ_1≈2θ_2和R_b≈2R_i,其中θ_1,θ_2分别为前后锥的半锥角,R_i是双锥连接处的当地半径,R_b是再入飞行器的底部半径。在这些约束条件下,有可能在截锥体边界层转捩性能不降低的条件下,改善再入飞行器的气动热力学性能,例如x_(c·p),随M_∞和α的变化小;烧蚀端头对下游的影响降到最小。本文也对文中提出的再入飞行器最佳外形的缺点进行了讨论。