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题名超声速电磁发射近地多体分离气动干扰特性
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作者
李少伟
宁昕
罗星东
侯自豪
薄靖龙
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机构
西北工业大学航天学院
中国航天科工飞航技术研究院磁电总体部
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第18期111-122,共12页
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文摘
利用电磁助推将空天飞行器在地面加速至超声速发射,能够规避低速起飞阶段,对宽速域飞行提供了一种颇具潜力的解决方案。到达发射的目标速度,飞行器与电磁橇在近地面效应的干扰下能否实现安全分离是电磁发射的关键环节之一。针对近地超声速多体分离问题,采用非定常流动数值模拟方法对马赫数1.6状态下飞行器-电磁橇分离过程中的流动干扰情况进行了数值模拟。结果表明:超声速近地分离过程可分为3阶段,依次是窄间隙壅塞流阶段、多体联动干扰阶段和独立地面效应干扰阶段,第1阶段以飞行器-电磁橇窄间隙内激波多重反射现象和局部壅塞效应为特征,第2阶段以飞行器与电磁橇快速联动下的干扰为特征,由双向干扰演变为飞行器对电磁橇单向干扰,在第3阶段飞行器与电磁橇均受独立的地面效应干扰。飞行器和电磁橇的气动载荷变化与分离流场所处阶段具有相关性。电磁橇前缘高压区由飞行器腹部掠过尾部导致飞行器气动阻力和升力陡然降低,力矩由低头力矩向抬头力矩转变剧烈。飞行器尾流膨胀区和尾激波相继扫掠电磁橇,导致其升力系数先增加至正升力后降低至负升力。整体上,飞行器飞离电磁橇的姿态较为平稳,两者在垂向和纵向上的间距持续增加。
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关键词
电磁发射
空天飞行器
超声速地面效应
近地分离
多体干扰
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Keywords
electromagnetic launch
aerospace vehicle
supersonic ground effect
near-ground separation
multi-bodyinterference
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分类号
V475.2
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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