空天飛行器是一種可水平起降,并自由穿梭于稠密大氣層、臨近空間和近地軌道的新一代可重復(fù)使用天地往返飛行器,兩級(jí)入軌因其廉價(jià)、可靠、快速、便捷的特點(diǎn)成為實(shí)現(xiàn)空間高效進(jìn)入的優(yōu)選方案。而一、二級(jí)安全分離直接決定了空天飛行的成敗,是實(shí)現(xiàn)兩級(jí)入軌的關(guān)鍵技術(shù)。在高超聲速飛行條件下的多體分離過程中,助推級(jí)與軌道級(jí)之間存在非常復(fù)雜的干擾流場(chǎng),流動(dòng)從縫隙流到小通道流再到大通道流,多波系結(jié)構(gòu)快速變化,激波/激波干擾、激波/邊界層干擾嚴(yán)重。在高超聲速分離情況下,如果不能對(duì)具有大升力面的兩級(jí)氣動(dòng)特性及分離干擾流場(chǎng)進(jìn)行精確預(yù)示,容易導(dǎo)致控制不當(dāng),發(fā)生碰撞。
面向高超聲速飛行條件下的新型多體分離研究需求,針對(duì)大型飛行器并聯(lián)級(jí)間分離的分析和預(yù)測(cè)技術(shù)難點(diǎn),國(guó)內(nèi)多家科研單位和高校在關(guān)鍵技術(shù)方面取得了創(chuàng)新突破,為空天飛行器的發(fā)展提供了技術(shù)儲(chǔ)備。2020 年中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心在Φ1m 量級(jí)高超聲速風(fēng)洞(FD-30)上建成了雙軌跡捕獲(dual captive trajectory simulation system, CTS)試驗(yàn)系統(tǒng),在國(guó)內(nèi)首次形成高超聲速風(fēng)洞雙分離軌跡捕獲試驗(yàn)?zāi)芰?。為了展現(xiàn)這一最新研究成果,《空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào)》組織了“高超聲速多體分離試驗(yàn)技術(shù)與計(jì)算分析”專欄,精心遴選的4 篇論文主要內(nèi)容包括高超聲速風(fēng)洞雙體同步分離捕獲軌跡試驗(yàn)技術(shù)、TSTO 并聯(lián)分離激波/邊界層干擾流動(dòng)機(jī)理分析、基于PSP/TSP 測(cè)量的TSTO 標(biāo)模級(jí)間分離氣動(dòng)干擾特性試驗(yàn)分析、TSTO 級(jí)間分離氣動(dòng)特性數(shù)值仿真分析。希望此專欄有助于專家和讀者深入了解高超聲速多體分離試驗(yàn)技術(shù)與計(jì)算分析的最新研究進(jìn)展,以促進(jìn)我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究。
在此,謹(jǐn)向?qū)诟魑蛔髡?、審稿專家、組稿專家付出的心血和勞動(dòng)表示衷心的感謝!
專欄組稿專家簡(jiǎn)介:
林敬周(1976-),遼寧沈陽(yáng)人,中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心研究員,主要研究方向?yàn)槎囿w空氣動(dòng)力學(xué),長(zhǎng)期從事高超聲速多體分離、噴流干擾等特種試驗(yàn)技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)研究。先后承擔(dān)“十二五”~“十四五”預(yù)先研究等項(xiàng)目。創(chuàng)新研發(fā)了高超聲速飛行器雙體同步軌跡捕獲試驗(yàn)系統(tǒng),建立了高超聲速風(fēng)洞多體分離試驗(yàn)技術(shù)體系,改進(jìn)了冷/熱噴流模擬試驗(yàn)方法,在提升高超聲速風(fēng)洞特種試驗(yàn)?zāi)芰λ降确矫尕暙I(xiàn)突出。先后在Experiments in Fluids、《航空學(xué)報(bào)》《空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào)》等刊物上發(fā)表論文20 余篇。獲省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1 項(xiàng)、三等獎(jiǎng)4 項(xiàng),國(guó)家發(fā)明專利授權(quán) 20 余項(xiàng),軟件著作權(quán)6 項(xiàng),主編國(guó)軍標(biāo)1 部,參與編寫教材1 部。