一种高速飞行器强制转捩装置及设计方法
专利汇可以提供一种高速飞行器强制转捩装置及设计方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提出一种高速 飞行器 强制转捩装置及设计方法，通过确定转捩单元类型、确定强制转捩装置初始放置 位置 、确定强制转捩装置的转捩单元尺寸等步骤实现高速飞行器强制转捩装置的设计。本发明充分考虑展向流动梯度对转捩的影响，实现了曲面前体的高速飞行器强制转捩装置的设计。，下面是一种高速飞行器强制转捩装置及设计方法专利的具体信息内容。
1.一种高速飞行器强制转捩装置，由一排转捩单元组成的装置，其特征在于：所述的转捩单元的高度通过以下高度设计准则n＝k/δ确定，其中k为转捩单元高度，δ为总焓边界层厚度，n为高度设计准则系数；所述的转捩单元的边长w通过公式w＝Δwδ确定，其中Δw为边长比例系数；
所述的高度设计准则系数n确定依据为，马赫数为5～7时，n∈[0.5,0.8]，马赫数为7～
10时，n∈[0.8,1]；
所述的边长比例系数Δw取值为0.5～1.5。
2.根据权利要求1所述的一种高速飞行器强制转捩装置，其特征在于：所述的强制转捩装置的展向宽度采用如下准则：强制转捩装置展向宽度大于强制转捩装置安装位置处进入进气道的流线宽度，最大不超过飞行器在强制转捩装置安装位置处的结构宽度。
3.根据权利要求1所述的一种高速飞行器强制转捩装置，其特征在于：所述的转捩单元的间距最小为0.3mm。
4.一种高速飞行器强制转捩装置的设计方法，其特征在于，通过以下步骤实现：
第一步，确定强制转捩装置的转捩单元类型；
第二步，确定强制转捩装置在飞行器表面流向的初始放置位置，
A2.1、强制转捩装置放置位置同时满足以下两个条件：
(1)强制转捩装置放置在进气道流动分离位置之前；
(2)强制转捩装置放置在流向涡的发展距离之前；
A2.2、满足步骤A2.1的条件，再结合飞行器的整体结构布局，确定强制转捩装置放置位置；
第三步，确定强制转捩装置的转捩单元参数初始尺寸及强制转捩装置的展向宽度，转捩单元参数包括边长、间距和高度，
A3.1、确定转捩单元初始高度和边长，
根据如下高度设计准则k/δ＝n，确定初始高度尺寸，其中n为高度设计准则系数，k为转捩单元高度，δ为总焓边界层厚度，
转捩单元边长为Δwδ，Δw为边长比例系数；
A3.2、确定转捩单元间距；
A3.3、确定强制转捩装置展向宽度；
A3.4、根据步骤A3.1～3.3确定的转捩单元参数初始尺寸，建立强制转捩装置模型；
A3.5、通过数值模拟方法确定步骤A3.4建立的强制转捩装置模型的转捩效果，保证满足进入进气道的来流流态为湍流，若满足，则完成强制转捩装置设计，若不满足则对强制转捩装置进行修正，直至满足进入进气道的来流流态为湍流。
5.根据权利要求4所述的一种高速飞行器强制转捩装置的设计方法，其特征在于：所述步骤A3.5修正，通过以下步骤实现：
A4.1、判断强制转捩装置转捩单元的高度是否已达到高度设计准则k/δ确定的最大值，若没达到，则进行步骤A4.2，若达到，则转入步骤A4.3；
A4.2、增大强制转捩装置转捩单元的高度，高度增加不能超过高度设计准则k/δ确定的最大值，建立强制转捩装置模型，验证强制转捩装置模型的转捩效果，若满足进入进气道的来流流态为湍流，则完成强制转捩装置设计，若不满足则进行步骤A4.1；
A4.3、增大流向涡的发展距离改变强制转捩装置放置位置，重复第三步、第四步，直至满足进入进气道的来流流态为湍流。
6.根据权利要求4所述的一种高速飞行器强制转捩装置的设计方法，其特征在于：所述步骤A3.1中，高度设计准则系数n取值范围通过如下规则确定，马赫数为5～7时，n∈[0.5,
0.8]，马赫数为7～10时，n∈[0.8,1]。
7.根据权利要求4所述的一种高速飞行器强制转捩装置的设计方法，其特征在于：所述步骤A3.1中，边长比例系数Δw取值范围为0.5～1.5。
8.根据权利要求4所述的一种高速飞行器强制转捩装置的设计方法，其特征在于：所述步骤A2.1条件(1)，根据飞行器的发动机工作包线，选取最不容易转捩的工况，采用数值模拟方法获得进气道流动分离位置；所述条件(2)，流向涡的发展距离的初始值取300～
600mm。
9.根据权利要求4所述的一种高速飞行器强制转捩装置的设计方法，其特征在于：所述步骤A3.3强制转捩装置展向宽度采用如下准则：强制转捩装置展向宽度大于强制转捩装置安装位置处进入进气道的流线宽度，最大不超过飞行器在强制转捩装置安装位置处的结构宽度。
10.根据权利要求4所述的一种高速飞行器强制转捩装置的设计方法，其特征在于：所述步骤A3.2中确定转捩单元间距最小为0.3mm。
一种高速飞行器强制转捩装置及设计方法
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