流场波系引导的三维消波翼优化设计方法

为提升高超声速飞行器的升阻比，一种重要设计思想是让飞行器各组件的激波、膨胀波产生有利的相互作用，获得增升、减阻的效果。基于上述设计思想的高升阻比构型通常根据无黏二维/轴对称流场的激波-膨胀波关系设计。由于三维效应与空气黏性的影响，其实际性能相比理想设计性能往往存在较明显的退化。针对上述问题，提出流场波系引导的优化设计方法。不同于以气动性能指标为目标的传统优化方法，该方法以设计流场的波系形态为目标引导几何参数的优化方向。设计方法在一种主翼、上翼产生有利干扰的三维消波翼的设计中得到应用验证。通过将优化构型的流场、气动性能与根据二维无黏方法设计的初始构型对比，证明了优化设计方法的有效性。通过与菱形翼对比，验证了消波翼在设计工况下相比于常规构型的升阻比优势。