超声速切向气膜冷却

削减激波热流

一种用于控制高超声速激波/边界层相互作用区严重气动加热的主动冷却方法，通过切向注入冷却气膜，显著降低壁面温度。

Yujing, Lin · 刘卫东 · Wei, Feng · 杨锐 · 王圆 · Yue, Xiaofei · 于江飞

Applied Thermal Engineering 2026

参数信息

最大壁面温升降幅

20 K

无冷却时峰值温升

80 K

边界层增厚区形成压力比

8

技术优势

激波加热显著缓解

气膜冷却使干扰区下游壁面温度最大降低约 20 K，直接减轻局部热负荷。

适用于极端工况

在 Mach 6 高超声速、高总温条件下实验验证，弥补了现有数据的不足。

揭示流动机理

发现激波会破坏近壁冷却层并增强混合，同时在高压力比下形成边界层增厚区，为优化冷却设计提供依据。

应用场景

• 高超声速飞行器热防护：利用气膜冷却减轻激波/边界层干扰区的局部高热流。
• 航天器再入热防护：为再入飞行器热防护设计提供高超声速实验依据。
• 超燃冲压发动机冷却：在超燃冲压发动机中抑制激波导致的壁面过热。
• 涡轮叶片冷却：借鉴切向气膜注入方式提高涡轮叶片冷却效率。