[實用新型]一種兼顧錐導與密切乘波的鼓包進氣道

有效

• 申請號: 201620170139.5
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN205370766U
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 王李璨;李怡慶;尤延鋮;周馴黃
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: F02C7/042
• 分類號: F02C7/042
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本實用新型涉及超聲速進氣道，尤其是涉及一種兼顧錐導與密切乘波的鼓包進氣道。

背景技術

超聲速進氣道主要依靠激波增壓，靠近機體附面層產生的擾流常常會產生誘導激波，導致很大的流動損失。傳統的超聲速進氣道通常使用附面層抽吸隔道來阻止擾流進入進氣道，以提高進氣道總壓恢復系數。為了實現進氣道抽吸功能，往往需要附帶泄流系統、旁路系統等，不僅增加了飛機重量，而且降低了隱身性能，不能滿足先進戰斗機的要求。因此近年來越來越多的使用鼓包(Bump)進氣道。

鼓包進氣道是一種新型超聲速進氣道設計概念。該方法在進氣道入口設置一個突起鼓包作為高速來流的壓縮曲面，不僅取代了傳統進氣道與機身之間的附面層抽吸隔道，也省去了一些控制系統和復雜機構。鼓包進氣道的使用減輕了飛機重量，間接增大了飛機的推重比，同時由于前體鼓包緊貼機身，有利于機體-進氣道一體化設計。

美國洛克希德·馬丁公司從1990年開始探索鼓包進氣道。1996年，洛·馬公司改裝了一架F-16進行鼓包進氣道驗證試飛，并最終在X-35/F-35上使用了兩側進氣的鼓包進氣道。2001年，中國成都飛行設計研究所開始進行鼓包進氣道的研究，并將該技術應用于“梟龍”04架。2004年改型后的殲-10B在機頭下方也換裝了鼓包進氣道(唐鑫.DSI進氣道高速風洞試驗技術及特性研究[D].南京航空航天大學,2007.)。

傳統的鼓包進氣道通常根據錐導乘波理論設計。依靠乘波鼓包的錐形流動特征，構造出由中間向兩側遞減的壓力分布，從而實現吹除邊界層的效果。基本原理是將一個虛擬圓錐等效為一個壓縮曲面，所產生的錐形激波依附在曲面邊緣(楊應凱.Bump進氣道設計與試驗研究[J].空氣動力學學報,2007,03(3):336-338.)。由于錐形流動本身具有橫縱向壓力梯度，流場沿軸線不斷擴張，因而大部分機身附面層產生的擾流會被錐形激波排除在進氣道口外。然而錐導乘波理論所生成鼓包僅能產生錐形激波，導致鼓包進氣道形狀過于單一，因此本實用新型結合密切錐導乘波理論，設計出一種同時運用錐導與密切乘波理論的鼓包進氣道。

發明內容

本實用新型的目的在于提供可實現鼓包進氣道壓力分布由中間向兩側遞減，加強吹除邊界層效果的一種兼顧錐導與密切乘波的鼓包進氣道。

本實用新型設有激波系，該激波系中間段為圓弧，兩端為曲線，兩者相切過渡；進氣道鼓包下表面型線由超聲速飛行器機體表面決定，中間段圓弧對應鼓包曲面，中間段圓弧與鼓包曲面拼接成三維鼓包曲面，進氣道外罩與密切曲線所生成的鼓包三維曲面在邊緣處光滑連接，形成整個進氣道。

與傳統鼓包進氣道相比，本實用新型具有以下優點：

本實用新型改變了鼓包進氣道形狀單一的缺點，同時減小溢流阻力。本實用新型的進氣道鼓包具有中間凸起、兩邊平緩的特征，正好構成了由中間向兩側遞減的壓力分布，能夠吹除邊界層擾流。中間凸起部分的圓錐段使用錐導乘波理論設計，兩邊平緩部分及過渡段用密切乘波理論設計。

附圖說明

圖1為基于錐導與密切乘波理論的鼓包三維實體示意圖；

圖2為基于錐導與密切乘波理論的鼓包三維型面示意圖；

圖3為基于錐導與密切乘波理論的鼓包進氣道原理示意圖；

圖4為基于錐導與密切乘波理論的鼓包型面捕獲示意圖；

圖5為鼓包進氣道進口波系原理圖。

圖中各標記為：1表示超聲速氣流方向，2表示鼓包前緣點，3表示鼓包縱向截面，4表示鼓包設計截面上表面型線，5表示鼓包設計截面下表面型線，6表示鼓包三維型面，7表示基于密切乘波理論的鼓包密切段生成的激波曲線，8表示基于錐導乘波理論的鼓包錐形段生成的錐形激波曲線的曲率半徑，9表示基于錐導乘波理論的鼓包錐形段生成的錐形激波曲線，10表示鼓包設計截面的對稱中心線，11表示基于錐導乘波理論的鼓包錐形段生成的錐形激波曲線的曲率中心，12基于圓錐激波理論得到的錐形激波曲線，13表示基于密切乘波理論的鼓包密切段生成的激波曲線的曲率中心，14表示基于密切乘波理論的鼓包密切段生成的激波曲線的曲率半徑，15表示離散點曲率半徑與鼓包下表面型線交點，16表示給定三維激波曲線的離散點，17表示錐形激波流場頂點，18表示基于錐導乘波理論的鼓包錐形段對應的圓錐實體，19表示基于錐導乘波理論的鼓包錐形段對應的錐形流場，20表示鼓包設計截面，21表示進氣道唇口。

具體實施方式

以下實施例將結合附圖對本實用新型作進一步的說明。