[发明专利]高超声速细长体飞行器与三维内转进气道一体化设计方法

权利要求书

1.高超声速细长体飞行器与三维内转进气道一体化设计方法，其特征在于包括以下步骤：

1)根据设计要求指定三维激波曲面；

2)以离散激波曲线与曲率中心的关系反推出一系列基本流场；

3)设计高超声速细长体飞行器下表面型线与三维内转进气道出口截面，在步骤2)所述基本流场中进行逆流向流线追踪，之后在三维波系二元平面乘波段密切轴、三维波系内乘波段密切轴与三维波系外乘波段密切轴所在垂直于纸面方向的平面内进行逆流向流线追踪，将所得流线在横向位置上构成流面得到高超声速细长体飞行器前体压缩段与三维内转进气道压缩型面，高超声速细长体飞行器前体压缩段与三维内转进气道压缩型面相连接即构成一体化装置压缩型面；

4)设计三维内转进气道唇口的二维投影形状，并根据激波关系得到三维内转进气道唇口的三维构型，高超声速细长体飞行器前体与三维内转进气道所乘激波曲线内乘波段沿压缩型面向下游发展，与三维内转进气道唇口的二维投影形状沿流向发展得到的面相贯求得三维内转进气道唇口的三维构型；

5)以压缩型面为基础对高超声速细长体飞行器进行几何构造，获得在设计飞行状态下能够产生高超声速细长体飞行器前体与三维内转进气道所乘激波曲线外乘波段、高超声速细长体飞行器前体与三维内转进气道所乘激波曲线内乘波段、高超声速细长体飞行器前体与三维内转进气道所乘激波曲线二元平面乘波段的一体化装置。

2.如权利要求1所述高超声速细长体飞行器与三维内转进气道一体化设计方法，其特征在于在步骤1)中，所述根据设计要求指定三维激波曲面的具体方法为：

将高超声速细长体飞行器与三维内转进气道所乘激波曲线外乘波段、高超声速细长体飞行器与三维内转进气道所乘激波曲线内乘波段通过高超声速细长体飞行器与三维内转进气道所乘激波曲线二元平面乘波段过渡，高超声速细长体飞行器与三维内转进气道所乘激波曲线二元平面乘波段所具有的性质是曲率半径无穷大，并获取三维波系内乘波段激波曲线当地曲率中心与三维波系外乘波段激波曲线当地曲率中心；三维波系内乘波段激波曲线当地曲率中心与三维波系外乘波段激波曲线当地曲率中心的方向相反，依靠三维波系二元平面乘波段密切轴衔接，从而实现激波面曲率中心由外流向内流的连续过渡。

3.如权利要求1所述高超声速细长体飞行器与三维内转进气道一体化设计方法，其特征在于在步骤2)中，所述基本流场包括外乘波部分与内乘波部分，其中外乘波部分的基本流场是一系列变曲率半径的圆锥流场；内乘波部分的基本流场是一系列变曲率半径的含有中心体的轴对称内收缩流场。

4.如权利要求1所述高超声速细长体飞行器与三维内转进气道一体化设计方法，其特征在于在步骤3)中，所述三维内转进气道出口截面为圆形，高超声速细长体飞行器下表面型线采用三次曲线拟合。

5.如权利要求1所述高超声速细长体飞行器与三维内转进气道一体化设计方法，其特征在于在步骤5)中，所述以压缩型面为基础对高超声速细长体飞行器进行几何构造包括飞行器上表面、飞行器下表面、隔离段向后等直拉伸。