[发明专利]一种定几何二元高超声速进气道及设计方法

权利要求书

1.一种定几何二元高超声速进气道，其特征在于：包括进气道主体(1)、

位于进气道主体(1)外侧的进气道唇罩(2)，所述进气道主体(1)及进气道唇罩(2)之间形成进气道内通道；所述进气道主体(1)具有远离进气道内通道的第一级压缩面(6)及靠近进气道内通道的第二级压缩面(7)，所述第一级压缩面(6)及第二级压缩面(7)相接且相接处具有钝角的夹角；所述进气道内通道入口处设有隔板(8)，该隔板(8)横向位于进气道唇罩(2)及进气道主体(1)之间；所述隔板(8)与进气道唇罩(2)之间形成上子内收缩段(14)、隔板(8)与进气道主体(1)之间形成下子内收缩段(15)；所述进气道唇罩(2)、进气道主体(1)及隔板(8)的后侧形成后子内收缩段(16)；

所述隔板(8)的上表面及下表面均为自前向后延伸的向上拱起的弧形，隔板前缘的水平位置位于唇罩入口(4)上游，隔板前缘的高度位置在唇罩入口(4)中间位置处。

2.如权利要求1所述的定几何二元高超声速进气道，其特征在于：所述进气道主体(1)位于隔板下方的位置形成圆弧弯曲形的进气道肩部(12)，且进气道肩部(12)的几何构型为一条NURBS样条拟合曲线，该NURBS样条拟合曲线起始端切线方向为第二级压缩面(7)方向，末端切线方向为水平方向；隔板上型面(8)的几何构型由一直线段和一条NURBS样条拟合曲线组成，隔板下型面(9)的几何构型为一条NURBS样条拟合曲线，同时均在隔板中间位置往上拱起，且隔板上型面(8)的拱起程度大于隔板下型面(9)的拱起程度。

3.一种如权利要求1或2所述定几何二元高超声速进气道的设计方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)提供一种二元高超声速进气道原型，该进气道原型包含两级外压缩面，内压缩激波系由唇罩前缘斜激波和唇罩内型面拐平斜激波组成；

(2)基于进气道原型，在唇罩入口附近引入一隔板，将原内收缩段分割成三个子内收缩段，分别是位于上游的上子内收缩段与下子内收缩段以及位于下游的后子内收缩段；

(3)根据上子内收缩段与下子内收缩段对上、下两股气流压缩量相近的原则，确定隔板前缘位置的相对高度约为进气道原内收缩段入口高度的一半；确定隔板上型面前缘切线角度及确定隔板上型面后缘切线和下型面前、后缘切线角度。

4.如权利要求3所述的设计方法，其特征在于：确定隔板上型面后缘切线和下型面前、后缘切线角度：都应遵循与当地气流方向夹角应尽可能小的原则，这样可以减小下子内收缩段的起始压缩强度，改善高超声速进气道自起动过程中的激波/边界层干扰，而且提高出口气流的稳定度，使流场更均匀；通过调整隔板后缘在进气道原内收缩段中的相对高度，分配上子内收缩段、下子内收缩段以及后子内收缩段的内收缩比，使得三个子内收缩段的内收缩比大致相同，使三个子内收缩段协调工作。