一种先进超声速民机低声爆高效气动布局设计

低声爆高效气动布局设计是超声速民机研究的重点和关键技术之一。采用基于声爆最小化理论反设计方法、波系有益干扰后体设计方法、参数化近场超压信号的混合可信度反设计方法，提出了一种先进超声速民机低声爆气动布局，对每一步降低声爆的效果进行了分析并研究了该布局的全声爆毯特性；采用CFD数值求解近场声爆信号并通过Burgers方程传播到远场，研究了飞行高度、飞行马赫数等参数对该气动布局地面声爆响度的影响；采用CFD数值模拟方法研究了飞行高度、马赫数等参数对该气动布局气动特性的影响。研究表明，采用基于声爆最小化理论反设计方法降低了基准气动布局的地面声爆响度约6.54 PLdB，采用波系有益干扰后体设计方法进一步使地面声爆响度降低了约0.97 PLdB，采用参数化近场超压信号的混合可信度反设计方法使气动布局地面声爆响度进一步降低了约4.04 PLdB；合理地设计飞行高度、飞行马赫数，可以有效地降低地面声爆响度；合理地选择巡航飞行高度和巡航飞行马赫数，可以有效地提高巡航效率。研究工作对超声速民机气动布局设计具有一定的工程指导价值，对超声速民机总体气动方案设计亦具有一定的工程借鉴意义。