基于局部记忆合金的高超声速自动调节进气道关键气动问题研究

高性能进气道的设计是超燃冲压发动机实现推力富裕的突破口之一。目前，固定几何的高超声速进气道非设计点性能恶化严重，而各种可调进气道则存在结构复杂、辅助系统繁多等缺点，严重影响超燃冲压发动机整体推进效能的发挥。鉴于当前国内高温形状记忆合金的研究进展，并充分考虑其自动感应、自动调节和可弯曲变形的优点，本项目拟研究基于局部物面自动变形的高超声速进气道外压缩波系和内部流动特性调节方法，掌握相关流动机理和调节规律，而后发展局部使用形状记忆合金的高超声速自动调节进气道气动设计概念和优化设计方法，最终通过风洞实验评定其相对于定几何进气道的性能收益。本项目旨在奠定基于局部形状记忆合金的高超声速自动调节进气道的气动基础，所获得的研究成果可丰富高超声速进气道的气动调节手段，并有望大幅度提高其设计点/非设计点综合气动性能，为超燃冲压发动机的增推减阻提供新途径。

高性能进气道的设计是超燃冲压发动机实现推力富裕的突破口之一。目前，固定几何的高超声速进气道非设计点性能恶化严重，而各种可调进气道则存在结构复杂、辅助系统繁多等缺点，严重影响超燃冲压发动机整体推进效能的发挥。鉴于高温形状记忆合金具有自动感应、自动调节和可弯曲变形的优点，本项目提出并研究了基于局部物面自动变形的高超声速进气道外压缩波系和内部流动特性的气动调节方法。研究结果表明，所提出的多种气动调节方法可行，均在风洞试验中成功演示。并且，基于各种激波调节方法的可调进气道也得到了成功演示，与常规定几何进气道相比，其非设计点的流量系数提高了20%以上，且设计点总压恢复系数还略有提升。上述研究成果有望为超燃冲压发动机大幅度改善非设计点特性提供新方法。在该项目的资助下，已在AIAA Journal,Exerpeiments in Fluids, AIAA Journal of Propulsion and Power等期刊发表论文多篇，并申请发明专利3项。