有翼再入飞行器气动外形集成设计优化

发布时间：2024-03-14 06:02

　　气动外形设计是有翼再入飞行器(RV-W)的关键技术之一。分析了气动参数对再入飞行性能的影响,探讨了有翼再入飞行器气动外形设计的规律和准则。基于上述设计准则,以类X-37B飞行器为研究对象,集成几何参数化建模、气动力、气动热、热防护等学科快速分析方法,采用多学科设计优化方法,以最优气动特性为目标对飞行器气动外形进行了优化;得到优化气动外形后,对飞行器热防护系统(TPS)进行了轻量化设计优化。结果表明,优化外形的气动特性相比初始外形得到了较大的提升,设计优化得到的热防护系统重量占比(8.7%)优于同类飞行器的热防护系统重量占比统计数据,说明了本文有翼再入飞行器气动外形集成设计优化方法的有效性,可为同类飞行器提供参考。

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【部分图文】：

图1最大升阻比下进入时总加热量与进入速度的关系[12]

图3为再入飞行器结构重量与最大升阻比的关系，其中纵轴表示假设有效载荷相同时，其他飞行器需要的结构重量W与返回舱结构重量W0之比；横轴表示不同气动外形飞行器的升阻比变化。从图中可以看出，为获得高升阻比，飞行器的变化趋势为拉长机身，压缩飞行器横截面积，机头由钝头体逐渐变尖锐，这样将使....

图2最大升力系数下进入时总加热量与进入速度的关系[12]

图1最大升阻比下进入时总加热量与进入速度的关系[12]图3再入飞行器结构重量与最大升阻比的关系

图3再入飞行器结构重量与最大升阻比的关系

图2最大升力系数下进入时总加热量与进入速度的关系[12]1.2升力系数对再入飞行的影响

图4轨道倾角随最大升力系数变化

图4为轨道倾角if与最大升力系数CL,max的关系。从图中可以看出随着最大升力系数的增加，所能改变的最大轨道倾角也相应增加，即机动飞行能力相应增加；但当最大升力系数大于一定值时，轨道倾角增加趋势变缓。1.3弹道系数对再入飞行的影响

本文编号：3928167