气体质量引射对钝锥俯仰特性的影响

doi:10.7527/S1000-6893.2024.30822

流体力学与飞行力学

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气体质量引射对钝锥俯仰特性的影响

梁彬(), 赵俊波, 付增良, 周家检, 周平, 张石玉, 孙玮琪

中国航天空气动力技术研究院，北京 100074

收稿日期:2024-06-14 修回日期:2024-07-08 接受日期:2024-08-12 出版日期:2024-08-27 发布日期:2024-08-26
通讯作者: 梁彬 E-mail:zippolb@163.com
基金资助:
国家自然科学基金(U23B2065)

Effect of gas mass injection on pitching characteristics of blunt cone

Bin LIANG(), Junbo ZHAO, Zengliang FU, Jiajian ZHOU, Ping ZHOU, Shiyu ZHANG, Weiqi SUN

China Academy of Aerospace Aerodynamics，Beijing 100074，China

Received:2024-06-14 Revised:2024-07-08 Accepted:2024-08-12 Online:2024-08-27 Published:2024-08-26
Contact: Bin LIANG E-mail:zippolb@163.com
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(U23B2065)

摘要/Abstract

摘要：

采用烧蚀气体质量引射与运动耦合风洞试验技术，通过在钝锥模型表面施加气体引射作用，研究气体引射作用对钝锥动稳定性等气动特性的影响规律。在名义马赫数6.0的条件下开展试验，引射气体介质分别为空气、氩气、氦气。风洞试验研究结果表明：引射气体质量流量升高，产生较小量的低头力矩；引射作用耦合模型运动周期性变化时，模型俯仰动稳定性导数变化规律明显；引射流量保持恒定时模型俯仰动稳定性不变，结果与无引射作用时一致。

关键词: 钝锥, 烧蚀, 质量引射, 动稳定性, 风洞试验

Abstract:

Using the coupled wind tunnel test technology of ablation gas mass injection and motion， we study the influence of gas injection on the aerodynamic characteristics such as dynamic stability of blunt cone model. The test was conducted at Mach number 6.0， and the injected gases were air， argon， and helium， respectively. The test results show that the increase in the mass flow rate of the injected gas produces a small amount of nose-down pitching moment； the coupling of the mass flow rate of the injected gas with the periodically changing model motion leads to different pitching dynamic derivatives with an obvious change pattern； a constant mass flow rate of the injected gas corresponds to invariant pitching dynamic stability of the model， and the results are consistent with those without injected gases.

Key words: blunt cone, ablation, mass injection, dynamic stability, wind tunnel test

中图分类号:

V211.78

梁彬, 赵俊波, 付增良, 周家检, 周平, 张石玉, 孙玮琪. 气体质量引射对钝锥俯仰特性的影响[J]. 航空学报, 2025, 46(3): 130822.

Bin LIANG, Junbo ZHAO, Zengliang FU, Jiajian ZHOU, Ping ZHOU, Shiyu ZHANG, Weiqi SUN. Effect of gas mass injection on pitching characteristics of blunt cone[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2025, 46(3): 130822.

图/表 11

图 1

图 2

图 3

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表 1

图 5

表 2

图 6

图 7

图 8

表 3

参考文献 29

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气体	密度/（kg·m^-3）	相对分子量	比热比
空气（Air）	1.29	28.96	1.40
氦气（He）	0.18	4.00	1.66
氩气（Ar）	1.78	39.94	1.67

状态	气体	$Q 1 ¯$ /（g·s^-1）	$Q 2 ¯$ /（g·s^-1）	C_m_无风	C_无风
无引射		0	0	3.75×10^-7	-0.007 43
引射流量不变	空气	0.5	1.0	6.07×10^-8	-0.007 49
引射流量不变	空气	1.2	2.4	3.88×10^-8	-0.007 44
引射流量周期变化	空气	0.5	1.0	1.05×10^-6	-0.007 44
	氩气	0.65	1.2	3.95×10^-7	-0.007 61
	氦气	0.07	0.14	2.10×10^-6	-0.007 65

状态	气体	$Q 1 ¯$ /（g·s^-1）	$Q 2 ¯$ /（g·s^-1）	$Δ C m ¯$
无引射		0	0	0
引射流量不变	空气	0.50	1.00	-1.99×10^-4
引射流量不变	空气	1.20	2.40	-4.47×10^-4
引射流量周期变化	空气	0.50	1.00	-1.93×10^-4
	氩气	0.65	1.20	-2.73×10^-4
	氦气	0.07	0.14	6.46×10^-6

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气体质量引射对钝锥俯仰特性的影响

Effect of gas mass injection on pitching characteristics of blunt cone

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