[發(fā)明專利]一種高超聲速飛行器機身推進一體化外形建模方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910077240.0
• 申請日: 2009-01-20
• 公開（公告）號: CN101477710A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發(fā)明（設計）人: 徐大軍;蔡國飆;徐旭;陳兵
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06T17/40
• 分類號: G06T17/40
• 代理公司: 北京慧泉知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種高超聲速飛行器機身推進一體化外形建模方法，其特征在 于：該方法具體建模步驟如下：

步驟一：設計推進系統(tǒng)的二維流動通道幾何型面

在給定飛行器總長度的約束下，進行高超聲速飛行器推進系統(tǒng)的 流動通道的設計，具體包括前體進氣道、燃燒室、后體噴管三部分組 成；前體進氣道由多個壓縮楔面組成；燃燒室由等截面隔離段和擴張 段組成；后體噴管為曲線形式；整個推進系統(tǒng)的流動通道形成了高超 聲速飛行器的下表面，從飛行器頭部到飛行器尾端，是一個完整的流 動通道；

其中前體進氣道的設計原則是激波交匯在流動通道下壁面的唇 口處，各壓縮楔面的角度可按照等激波角、總壓恢復最大等原則分配； 燃燒室中等截面隔離段的長度和擴張段的長度及擴張角，由工程經(jīng)驗 確定；后體噴管的曲線可采用二次函數(shù)y＝ax²+bx+c或三次函數(shù) y＝ax³+bx²+cx+d等方式描述，其中x，y為坐標值，a，b，c，d為 函數(shù)的常系數(shù)；

步驟二：設計飛行器機身俯視輪廓曲線

在給定飛行器總長度和最大機身寬度的約束下，設計左右對稱的 機身俯視輪廓曲線，輪廓曲線由設計者根據(jù)其設計意圖選擇適當?shù)拿? 述函數(shù)，如采用指數(shù)函數(shù)y＝Axⁿ，其中x，y為坐標值，A為常數(shù)， n為控制輪廓曲線曲率變化的參數(shù)；

步驟三：設計飛行器機身側視輪廓曲線

在給定飛行器總長度和上表面高度的約束下，結合流動通道的型 面設計機身側視輪廓曲線，包括上表面輪廓曲線，以及超燃沖壓發(fā)動 機罩側視圖，即定義進氣道側壁形式，以及后體噴管的側壁形式； 步驟四：設計飛行器機身縱向主要站位截面形式及控制參數(shù)變化方式

以指數(shù)函數(shù)y＝Axⁿ為基礎，在飛行器機身縱向的若干站位處設 計截面形式，其中x，y為坐標值，A為常數(shù)，n為控制輪廓曲線曲 率變化的參數(shù)，根據(jù)所設計的飛行器縱向站位截面形式變化趨勢，定 義飛行器縱向截面控制參數(shù)的變化方式；

步驟五：生成飛行器三維機身

根據(jù)步驟一、二、三形成的約束輪廓，以及步驟四對截面變化的 定義，自頭部至尾部，逐段生成飛行器機身的截面，最終生成飛行器 三維機身；

步驟六：生成三維超燃沖壓發(fā)動機罩

根據(jù)步驟一和步驟三的設計結果，沿發(fā)動機罩長度方向，逐截面 生成三維超燃沖壓發(fā)動機罩；

步驟七：設計翼面輪廓圖，并生成三維翼面

設計各翼面的平面及剖面輪廓圖，生成三維翼面；

步驟八：裝配機身、發(fā)動機罩以及各翼面生成三維機身推進一體化外 形

通過坐標轉換，裝配機身、發(fā)動機罩以及各翼面，生成三維機身 推進一體化外形，所生成的三維表面數(shù)據(jù)，可進一步用于氣動、結構 等分學科的分析計算，以及試驗模型或真實飛行器的制造，特別適用 于數(shù)控加工。