[发明专利]安装于超声速飞行器头部的激波杆装置的设计方法

权利要求书

1.一种安装于超声速飞行器头部的激波杆装置的设计方法，包括以下步骤：

a.分析不带减阻装置的飞行器初始构型在超声速飞行工况下所受的流场情况，得到流场信息；

b.根据所述流场信息，初步规划激波杆装置初始构型和尺寸参数；

c.基于所述激波杆装置初始构型，在其上设计喷流结构；

d.分析判断带喷流结构的激波杆装置初始构型是否满足超声速飞行器气动特性要求，不满足则返回所述b步骤，满足则确定最终带喷流结构的激波杆装置的几何构型。

2.根据权利要求1所述的安装于超声速飞行器头部的激波杆装置的设计方法，其特征在于，在所述a步骤中，分析不带减阻装置的飞行器初始构型在超声速飞行工况下所受的气动力，头部热流，以及飞行器头部附近详细的流场结构，重点关注飞行器在高速巡航工况下的流场构型，确定前缘脱体激波相关参数，包括激波强度、位置、波后压强、温度、滞止压强以及头部热流，为后续减阻防热装置的相关设计参数提供输入和参考依据。

3.根据权利要求1所述的安装于超声速飞行器头部的激波杆装置的设计方法，其特征在于，在所述b步骤中，利用仿真与试验相结合的手段，对激波杆的减阻和防热效果进行评估，重点分析激波杆的长度l和顶端圆盘直径d对减阻和防热效果的影响，分析不同马赫数、攻角情况下，激波杆装置构型尺寸对飞行器减阻率及其头部热流的作用规律。

4.根据权利要求1所述的安装于超声速飞行器头部的激波杆装置的设计方法，其特征在于，在所述c步骤中，喷流结构具体的设计参数包括内部气源与来流大气的喷流压比P_g/P₀，通过其控制喷流流量和流速，喷流管路的长度和截面积，顶端喷孔数量n，喷孔直径d，以及喷孔的喷射角。

5.根据权利要求1所述的安装于超声速飞行器头部的激波杆装置的设计方法，其特征在于，在所述d步骤中，利用数值仿真结合风洞试验手段分析引入带喷流结构激波杆装置为飞行器减阻防热带来的收益，并综合考虑激波杆的引入对飞行器重心和压心位置的影响，判断是否满足高超声速飞行器气动特性要求，从而确定最终的带喷流结构激波杆装置的几何构型。

6.根据权利要求5所述的安装于超声速飞行器头部的激波杆装置的设计方法，其特征在于，所述带喷流结构激波杆装置的几何构型具体包括激波杆长度、顶盘构型和尺寸、喷流孔直径和数量、喷射角和喷流压比。