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离心力和滑翔距离对于高超声速巡航飞行性能的影响
  • ISSN号:0459-1879
  • 期刊名称:力学学报
  • 时间:0
  • 页码:249-254
  • 分类:V212.13[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]中国科学院力学研究所高温气体动力学重点实验室,中国科学院高超声速科技中心,北京100190
  • 相关基金:国家自然科学基金刨新群体资助项目(10921202)
  • 相关项目:空天飞行器高温气体流动研究
中文摘要:

高超声速巡航飞行器(HCV)是21世纪国际空天技术竞争的焦点,它的飞行性能可以用初始发射质量与广义有效载荷之比衡量.文献[1]建立了该性能的耦合分析框架.在这个框架下进一步考虑了离心力和滑翔距离两个重要因素的影响.定量分析表明:给定飞行距离,对HCV飞行性能影响最大的是巡航速度,其次是升阻比,再次是巡航发动机比冲.随着飞行距离的增加,由于离心力和滑翔距离的计入,火箭动力HCV的飞行性能大幅提高,从近中程到远程均显著优于经典的最小能量弹道.吸气式冲压发动机尽管比冲大幅优于火箭发动机,但在巡航速度适用范围和飞行器升阻比方面,均不及后者.综合而言,火箭动力HCV是现阶段非常有竞争力的选择.

英文摘要:

The flight performance of hypersonic cruise vehicles(HCVs),a competitive focus of international aerospace technologies in the 21^st century,can be measured by a ratio of the initial boost mass to the generalized payload.A coupling frame to analyze the performance was established in Ref.[1].Under the frame,two important effects,namely the centrifugal force and glide distance,have been further taken into account in this article.It was shown quantitatively that for a given distance,the first important factor to affect the flight performance of HCVs is the cruise speed,the second is the lift-to-drag ratio,and the third is the specific impulse of the cruise engine.As a flight distance increases,the performance of a rocket-based HCV,greatly improved due to the centrifugal force and glide distance taken into account,is significantly superior to the classical minimum-energy trajectory from short-middle to long range.A hypersonic air-breathing ramjet,though its specific impulse much higher than that of a rocket engine,is not so good as the latter in terms of the cruise speed range and lift-to-drag ratio.It is concluded that rocket-based HCVs flying at the optimal speed are a very competitive choice at the current stage.

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期刊信息
  • 《力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国力学学会 中国科学院力学研究所
  • 主编:魏悦广
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号中科院力学所内《力学学报》
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxxb@cstam.org.cn
  • 电话:010-62536271
  • 国际标准刊号:ISSN:0459-1879
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2062/O3
  • 邮发代号:2-814
  • 获奖情况:
  • 1992年首届自然科技期刊一等奖,1996年国家自然科技期刊二等奖,2000年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13332