[发明专利]一种大容积高升阻比脊形吻切锥乘波体设计方法

权利要求书

1.一种大容积高升阻比脊形吻切锥乘波体设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，给定乘波体的飞行条件、尺寸约束和性能要求，根据吻切锥理论和尺寸约束来设计吻切锥乘波体；

第二步，根据尺寸约束设计容积体；

(1)给定容积体截面形状、尺寸、容积体截面形状的特征点和方向；

(2)根据升阻比和尺寸约束设计容积体底面形状的大小和相对位置，并由锥体体积公式、装填体积和底面面积估算容积体顶点到容积体底面的垂直距离，然后对给定的各特定站位的截面形状的尺寸和相对位置进行设计；

(3)对容积体顶点、特定站位截面圆以及底面圆的轮廓进行放样，得到容积体侧面，然后封闭底部得到容积体；

第三步，基准乘波体与容积体结合，并进行翼身融合操作，以重新设计乘波体上表面并得到最终的脊形吻切乘波体。

2.根据权利要求1所述的大容积高升阻比脊形吻切锥乘波体设计方法，其特征在于，第一步中，乘波体的飞行条件包括飞行高度h、飞行马赫数Ma、攻角α；

尺寸约束包括乘波体长度L、翼展W、高度H、装填体积V、特定站位的位置和数目以及各特定站位的尺寸约束；

性能要求是乘波体应能达到的性能指标，包括升阻比L/D和方向稳定性。

3.根据权利要求1或2所述的大容积高升阻比脊形吻切锥乘波体设计方法，其特征在于，第一步中，设计吻切锥乘波体包括以下步骤：

(1)给定乘波体的激波出口型线、上表面出口型线和激波角β，并对各出口型线进行等距离散，得到相应的离散点；

(2)由给定的飞行马赫数Ma和激波角β求解流场控制方程，即求解Taylor-Maccoll方程，从而获得各个吻切面流场参数；

(3)由上表面出口型线离散点可进行流线追踪到吻切锥激波面获得前缘点，对前缘点采用流线追踪法获得下表面流线上对应的离散点以及下表面出口型线对应的离散点，由下表面流线上对应的离散点光滑连接可以得到一系列的下表面流线；

(4)将一系列前缘点平滑连接构成乘波体前缘线；乘波体上表面采用自由流面的设计方法，由前缘点直接沿流向追踪到乘波体出口平面，从而获得上表面流线，一系列上表面流线组合构成乘波体上表面；一系列下表面出口型线上的离散点平滑连接构成乘波体下表面出口型线；一系列下表面流线组合构成乘波体下表面；然后将乘波体底面用一块平面区域封闭，即可得到所需的吻切锥乘波体，称为基准乘波体。

4.根据权利要求3所述的大容积高升阻比脊形吻切锥乘波体设计方法，其特征在于：在第二步中，容积体截面形状为圆形或者椭圆形。