一种并联两级入轨飞行器纵向分离方案的数值研究
文献类型:期刊论文
作者 | 王粤1,2; 汪运鹏1,2; 王春1,2; 姜宗林1,2 |
刊名 | 航空学报 |
出版日期 | 2023 |
卷号 | 44页码:127634 |
关键词 | 两级入轨 高超声速 纵向分离 气动干扰 非定常流动 数值模拟 |
DOI | 10.7527/S1000-6893.2022.27634. |
其他题名 | Numerical study of the longitudinal stage separation for parallel-stage two-stage-to-orbit vehicle |
英文摘要 | 两级入轨飞行器(Two stage to orbit, TSTO)或将成为下一代天地运输往返系统,其具有低成本、高效率和多用途等优点,但是两级分离成功与否将直接决定入轨任务的成败。目前的并联式TSTO飞行器多采用横向级间分离,该方法会在两级间产生复杂强气动干扰而直接增加了分离风险,所以探索一种可以避免或减弱两级强气动干扰的新分离方式是十分必要的。本文提出并着重分析了一种并联式TSTO纵向级间分离方案,即轨道级在助推级背面沿着飞行方向进行分离,对其进行了动态分离过程的数值研究。本研究针对新分离方案,设计了一种由宽速域乘波体和可重复使用空天飞机分别作为助推级和轨道级的TSTO组合飞行器,在高超声速条件下,采用重叠动网格技术分析不同来流攻角下的纵向分离流动机理、非定常壁面压力分布及气动特性变化规律。结果表明:TSTO纵向分离过程中仅存在以VI型激波干扰和激波汇聚等简单的弱干扰类型,两级间无明显的激波反射或激波边界层干扰;非定常压力分布特性表明助推级前缘激波是对轨道级受力变化的主要影响因素;纵向分离过程中,助推级受到的气动干扰力载荷小于轨道级。此外,不同来流攻角下,两级气动干扰流场结构具有相似性,并给出了实现安全纵向分离的攻角条件。 |
学科主题 | 空气动力学 ; 计算流体力学 ; 航空、航天科学技术 |
分类号 | 其他 |
URL标识 | 查看原文 |
语种 | 中文 |
源URL | [http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/89155] |
专题 | 力学研究所_高温气体动力学国家重点实验室 |
通讯作者 | 汪运鹏 |
作者单位 | 1.中国科学院大学工程科学学院 2.中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室 |
推荐引用方式 GB/T 7714 | 王粤,汪运鹏,王春,等. 一种并联两级入轨飞行器纵向分离方案的数值研究[J]. 航空学报,2023,44:127634. |
APA | 王粤,汪运鹏,王春,&姜宗林.(2023).一种并联两级入轨飞行器纵向分离方案的数值研究.航空学报,44,127634. |
MLA | 王粤,et al."一种并联两级入轨飞行器纵向分离方案的数值研究".航空学报 44(2023):127634. |
入库方式: OAI收割
来源:力学研究所
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