Un Método Rápido de Análisis Aeropropulsivo Integrado para el Diseño Conceptual de Aeronaves Hipersónicas que Utilizan Aire
Autores: Dai, Yalin; Fan, Zhouwei; Xu, Jian; He, You; Yu, Xiongqing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un Método Rápido de Análisis Aeropropulsivo Integrado para el Diseño Conceptual de Aeronaves Hipersónicas que Utilizan Aire
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Característica especial
Aeronaves hipersónicas que respiran aire
Aerodinámica
Rendimiento propulsivo
Diseño conceptual
Modelado paramétrico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Una característica especial de los aviones hipersónicos de combustión de aire es el complejo acoplamiento entre el rendimiento aerodinámico y el propulsivo. Este estudio presenta una metodología de análisis rápido para la integración de estos dos aspectos críticos en el diseño conceptual de aviones hipersónicos de combustión de aire. Se utiliza modelado paramétrico para generar un modelo geométrico tridimensional de un avión. El análisis aerodinámico y propulsivo integrado se realiza utilizando un método de acoplamiento débil. El análisis aerodinámico utiliza ecuaciones de Euler para resolver las fuerzas aerodinámicas inviscidas, mientras que las fuerzas viscosas se estiman utilizando métodos de ingeniería semi-empíricos. El sistema de propulsión se modela utilizando enfoques híbridos unidimensionales y tridimensionales. El rendimiento aerodinámico de la entrada se simula utilizando simulaciones tridimensionales basadas en las ecuaciones de Euler. El rendimiento del ramjet se estima utilizando un modelo matemático cuasi-unidimensional. La simulación de la boquilla se realiza utilizando un método de pluma unidimensional. Todo el proceso computacional está integrado y puede ejecutarse automáticamente. La utilidad del método se demuestra a través de evaluaciones del rendimiento aerodinámico y propulsivo en el diseño conceptual de un avión hipersónico de combustión de aire hipotético.
Descripción
Una característica especial de los aviones hipersónicos de combustión de aire es el complejo acoplamiento entre el rendimiento aerodinámico y el propulsivo. Este estudio presenta una metodología de análisis rápido para la integración de estos dos aspectos críticos en el diseño conceptual de aviones hipersónicos de combustión de aire. Se utiliza modelado paramétrico para generar un modelo geométrico tridimensional de un avión. El análisis aerodinámico y propulsivo integrado se realiza utilizando un método de acoplamiento débil. El análisis aerodinámico utiliza ecuaciones de Euler para resolver las fuerzas aerodinámicas inviscidas, mientras que las fuerzas viscosas se estiman utilizando métodos de ingeniería semi-empíricos. El sistema de propulsión se modela utilizando enfoques híbridos unidimensionales y tridimensionales. El rendimiento aerodinámico de la entrada se simula utilizando simulaciones tridimensionales basadas en las ecuaciones de Euler. El rendimiento del ramjet se estima utilizando un modelo matemático cuasi-unidimensional. La simulación de la boquilla se realiza utilizando un método de pluma unidimensional. Todo el proceso computacional está integrado y puede ejecutarse automáticamente. La utilidad del método se demuestra a través de evaluaciones del rendimiento aerodinámico y propulsivo en el diseño conceptual de un avión hipersónico de combustión de aire hipotético.