航空科学技术
Aeronautical Science &Technology
Nov.252020Vol.31No.117-13
李宪开1，2，*，王霄2，3
，柳军2，尹超1，马依凡1
1.航空工业沈阳飞机设计研究所扬州协同创新研究院，江苏扬州225000 2.国防科技大学，湖南长沙410003
3.航空工业沈阳飞机设计研究所，辽宁沈阳110035
摘要：气动布局技术是水平起降高超声速飞机研制的核心技术之一。具备水平起降、重复使用、高超声速长时间巡航能力
的飞机是未来航空航天飞行器发展的重要方向，飞行速度需跨越亚声速、跨声速、超声速和高超声速，气动布局设计需在全包线范围具有良好的升力、阻力和力矩特性，设计难度极大。本文结合高超声速飞机的需求，针对宽速域气动布局设计存在的问题、难点和关键技术进行分析，为高超声速飞机气动设计提供参考。
关键词：
高超声速；气动布局；翼身融合体；乘波体；升力体中图分类号：V211文献标识码：A DOI ：10.19452/j.issn1007-5453.2020.11.002
基于吸气式组合动力的水平起降高超声速飞机具备常规跑道水平起降、重复使用和临近空间高超声速巡航能力（高度＞20km 、速度大于Ma 6），依靠速度和高度优势，大幅度提高飞机生存力和作战力，破解现有防空体系，实现远程战略威慑与打击，被誉为继螺旋桨和喷气式飞机之后世界航空史上的又一次“革命”，是21世纪航空航天领域各国竞争的焦点。水平起降高超声速飞机飞行速度跨越亚声速、跨声速、超声速和高超声速，这就要求飞机的飞行性能具有宽速域全包线的适应性，气动布局需要兼顾整个飞行速域进行匹配设计。其面临着满足水平起降高升力与高超声速巡航升阻比、跨超声速推阻平衡、宽速域焦点匹配和操纵能力匹配、气动力/热匹配以及宽速域机体/推进系统匹配等设计问题，因此气动布局是高超声速飞机的核心关键技术之一。
本文重点对国内外水平起降高超声速飞机气动布局技术进行阐述，同时结合不同类型气动布局的主要特点，对其存在的问题、设计难点以及需要进一步解决的主要关键技术进行分析，为我国水平起降高超声速飞机气动布局技术的发展提供参考。
1国内外研究现状分析
1.1国外宽速域气动布局技术进展分析
世界各航空航天军事强国早在20世纪50年代就开始研究高马赫数/高超声速飞机，目前美国在高超声速飞行器研究方面处于世界领先地位，积累了丰富的设计基础。
（1）远距耦合鸭翼+大后掠三角翼翼身组合体气动布局技术
以美国XB -70飞机和苏联T -4飞机为代表（见图1），XB -70远程战略轰炸机最大飞行速度马赫数Ma 3.1，T -4高马赫数战略轰炸机最大飞行速度大于Ma 3。在气动布局设计方面，均采用远距鸭式三角翼、大长细比机身、双垂尾布局形式。
鸭式布局作为升力面/操纵面，提高起降升力、俯仰配平特性；进气道布置在机身腹部，利用高马赫数飞行时进气道前缘压缩斜激波流经三角翼下表面，提高机翼压缩升力；机翼翼尖部分在高速飞行时可向下偏转，抑制机翼下表面高压气流外泄，起到乘波效果，同时可作为腹鳍使用，提高高马赫数横航
向稳定性。这两型飞机的研制，为高马赫数飞机气动布局设计奠定了基础。
收稿日期：2020-06-30；退修日期：2020-07-19；录用日期：2020-10-15*通信作者：Tel.：*************
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引用格式：Li Xiankai ，Wang Xiao ，Liu Jun ，et al.Research on the aerodynamic layout design for the horizontal take-off and landing
hypersonic aircraft
［J ］.Aeronautical Science &Technology ，2020，31（11）：7-13.李宪开，王霄，柳军，等.水平起降高超声速飞机气动布局技术研究［J ］
.航空科学技术，2020，31（11）：
乘波体
7-13.
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