论文摘要：高超声速飞行器的改进设计

高超声速飞行器的研究是国内外研究的热门课题，也是未来世界各国研究的主要方向之一。高超声速气动力和气动热特性的预测和分析是高超声速飞行器研制和改进的关键技术和研究重点。 本文在进行高超声速飞行器气动力和气动热工程计算方法的研究基础上，发展了一套预测高超声速飞行器气动力和气动加热的工程计算程序平台，并以此对高超声速再入飞行器进行了气动力和气动加热特性的工程计算与分析，得到了在相关性能条件下的外形改进设计方案。 本文中关于高超声速飞行器气动力特性的工程预测主要使用了基于修正牛顿方法和切锥方法的达黑姆-巴克公式对迎风面作气动力计算，并使用普朗特-迈以耳方法对背风面进行估算，该组合方法的预测结果与风洞实验数据非常吻合。关于高超声速飞行器气动加热特性的工程计算主要使用了Kemp-Riddle方法估算驻点热流密度，非驻点区热流密度预测以驻点值为参考，主要使用了圆球层流密度经验公式，Lees修正公式和平板热流密度工程方法等基本计算方法，该组合方法得到了实验数据的验证，证明有效可行。最后，本文对高超声速再入飞行器进行了参数分析，并对再入自由飞行阶段进行了模拟，提出了球-锥-楔组合体的改进设计外形以及给出了相应参数的改进设计参考方案。