基于后缘线等激波强度楔导乘波舵机鼓包设计方法与流程

技术特征：
1.基于后缘线等激波强度楔导乘波舵机鼓包设计方法,其特征在于，包括以下步骤：生成乘波体机身；在满足舵机鼓包沿z方向的宽度约束条件下，设计鼓包迎风面后缘线；在满足舵机鼓包沿y方向的高度约束条件下，设计鼓包迎风面后缘线所在水平截面的y方向坐标值y
t
，从而得到鼓包迎风面后缘线所在水平截面；对鼓包迎风面后缘线进行离散，得到一系列鼓包迎风面后缘点，在各个鼓包迎风面后缘点对应的纵向截面，根据给定的鼓包迎风面纵向截面压缩角δ1，求解对应的鼓包迎风面前缘点，所有鼓包迎风面前缘点构成鼓包迎风面前缘线；在各个鼓包迎风面后缘点对应的纵向截面，给定楔劈的楔角δ2，且δ2＝δ1，楔角为δ2的楔劈产生楔形激波和楔形流场，利用斜激波理论求解楔形激波角和楔形流场流动参数；以各鼓包迎风面后缘点作为起始点，在楔形流场沿x轴负方向进行流线追踪直至鼓包迎风面前缘点，从而生成鼓包迎风面流线，所有鼓包迎风面流线放样生成楔导乘波鼓包迎风面；根据空气舵翼根长度和鼓包迎风面轮廓线，生成鼓包上表面、鼓包左侧面、鼓包右侧面、鼓包底面的轮廓线，根据轮廓线生成鼓包上表面、鼓包左侧面、鼓包右侧面和鼓包底面；鼓包迎风面、鼓包上表面、鼓包左侧面、鼓包右侧面、鼓包底面共同组成舵机鼓包，舵机鼓包与乘波体机身共同组成一体化设计构型。2.根据权利要求1所述的基于后缘线等激波强度楔导乘波舵机鼓包设计方法,其特征在于：根据飞行器飞行条件和机身尺寸，利用吻切轴对称冯卡门乘波体设计方法，生成乘波体机身。3.根据权利要求1或2所述的基于后缘线等激波强度楔导乘波舵机鼓包设计方法,其特征在于：所生成的乘波体机身是由一族离散点构成，将所述一族离散点划分为多个三角形网格单元，每一个三角形网格单元均由三个相邻离散点组成，其中乘波体机身上表面是由m个三角形网格单元构成。4.根据权利要求3所述的基于后缘线等激波强度楔导乘波舵机鼓包设计方法,其特征在于：鼓包迎风面前缘线的获取方法如下：在第i个鼓包迎风面后缘点对应的纵向截面，其中i＝1,2...n1，n1为鼓包迎风面后缘点的数目；根据经过第i个鼓包迎风面后缘点且斜率为鼓包迎风面纵向截面压缩角δ1正弦值的直线以及乘波体机身上表面，求解得到第i个鼓包迎风面前缘点，所有鼓包迎风面前缘点构成鼓包迎风面前缘线。5.根据权利要求4所述的基于后缘线等激波强度楔导乘波舵机鼓包设计方法,其特征在于：第i个鼓包迎风面前缘点的求解方法如下：依次求解经过第i个鼓包迎风面后缘点且斜率为鼓包迎风面纵向截面压缩角δ1正弦值的直线与乘波体机身上表面各三角形网格单元所在平面的交点，并判断各交点是否在乘波体机身上表面其对应三角形网格单元内部，直至判断得到交点p
c,j
是在乘波体机身上表面第j个三角形网格单元内部，则该交点p
c,j
即为第i个鼓包迎风面前缘点p
l,i
。6.根据权利要求1、2、4或5所述的基于后缘线等激波强度楔导乘波舵机鼓包设计方法,其特征在于：在第i个鼓包迎风面后缘点对应的纵向截面，楔角为δ2的楔劈起点设置在第i个鼓包迎风面后缘点，楔劈下壁面与x轴保持平行，楔角为δ2的楔劈产生楔形激波和楔形流场，利用斜激波理论求解楔形激波角β和楔形流场流动参数，楔形流场流动参数包括马赫
数、静温、静压。7.根据权利要求6所述的基于后缘线等激波强度楔导乘波舵机鼓包设计方法,其特征在于：楔角δ2小于楔劈产生附体激波的最大楔角δ
m
，即δ2＜δ
m
。8.根据权利要求1、2、4、5或7所述的基于后缘线等激波强度楔导乘波舵机鼓包设计方法,其特征在于：根据空气舵翼根长度，设置鼓包上表面后缘横截面位置x＝x
t
，并在各个鼓包迎风面后缘点对应的纵向截面，将鼓包迎风面后缘点投影至鼓包上表面后缘横截面上，生成鼓包上表面后缘点，所有鼓包上表面后缘点构成鼓包上表面后缘线。9.根据权利要求8所述的基于后缘线等激波强度楔导乘波舵机鼓包设计方法,其特征在于：将位于最左侧的第1个鼓包迎风面后缘点与位于最左侧的第1个鼓包上表面后缘点连接而成的直线段作为鼓包上表面左侧轮廓线，位于最右侧的第n1个鼓包迎风面后缘点与位于最右侧的第n1个鼓包上表面后缘点连接而成的直线段作为鼓包上表面右侧轮廓线；将鼓包上表面左侧轮廓线均匀离散，生成n3个离散点，称为鼓包上表面左侧轮廓点，将鼓包上表面右侧轮廓线均匀离散，生成n3个离散点，称为鼓包上表面右侧轮廓点；将位于最左侧的第1条鼓包迎风面流线离散点、鼓包上表面左侧轮廓点沿纵向截面投影至乘波体机身上表面，生成鼓包左侧面下边缘轮廓点，所有鼓包左侧面下边缘轮廓点连接成鼓包左侧面下边缘轮廓线；将位于最右侧的第n1条鼓包迎风面流线离散点、鼓包上表面右侧轮廓点沿纵向截面投影至乘波体机身上表面，生成鼓包右侧面下边缘轮廓点，所有鼓包右侧面下边缘轮廓点构成鼓包右侧面下边缘轮廓线；将第n3个鼓包上表面左侧轮廓点与对应的第n3个鼓包左侧面下边缘轮廓点连接而成的直线段作为鼓包底面左侧轮廓线，将第n3个鼓包上表面右侧轮廓点与对应的第n3个鼓包右侧面下边缘轮廓点连接成的直线段作为鼓包底面右侧轮廓线；将鼓包上表面后缘点沿横截面投影至乘波体机身上表面，生成鼓包底面下边缘轮廓点，所有鼓包底面下边缘轮廓点连接成鼓包底面下边缘轮廓线。10.根据权利要求9所述的基于后缘线等激波强度楔导乘波舵机鼓包设计方法,其特征在于：鼓包迎风面后缘线、鼓包上表面左侧轮廓线、鼓包上表面右侧轮廓线、鼓包上表面后缘线组成的封闭平面作为鼓包上表面；最左侧的鼓包迎风面流线与鼓包上表面左侧轮廓线、鼓包左侧面下边缘线、鼓包底面左侧轮廓线组成的封闭平面作为鼓包左侧面；最右侧的鼓包迎风面流线与鼓包上表面右侧轮廓线、鼓包右侧面下边缘线、鼓包底面右侧轮廓线组成的封闭平面作为鼓包右侧面；鼓包上表面后缘线、鼓包底面左侧轮廓线、鼓包底面右侧轮廓线、鼓包底面下边缘轮廓线组成的封闭平面作为鼓包底面。

技术总结
基于后缘线等激波强度楔导乘波舵机鼓包设计方法,以鼓包迎风面后缘线作为设计输入，通过在鼓包迎风面各个纵向截面设置相同的楔角，实现各个纵向截面激波强度相同的设计构想，即实现舵机鼓包迎风面纵向激波沿横向等激波强度设计，与此同时，在楔形流场进行流线追踪生成各条鼓包迎风面流线，楔形流场流线放样生成的鼓包迎风面可以实现激波附体，从而减小气动阻力。本发明由鼓包迎风面后缘线向前生成一种各个纵向截面激波强度相同、力热载荷特性分布均匀、迎风面激波附体的楔导乘波舵机鼓包，并将楔导乘波舵机鼓包与乘波体机身进行一体化设计，从而进一步减小舵机鼓包与乘波体机身组合体的阻力。身组合体的阻力。身组合体的阻力。


技术研发人员：丁峰 柳军 金亮 肖婷 李洁 郭善广
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：2021.09.23
技术公布日：2021/11/24