国防科技大学罗振兵教授团队：主动流动控制技术

高超声速飞行器技术是21世纪航空航天技术领域新的制高点，是人类航空航天史上继发明飞机、突破声障飞行之后的第三个划时代里程碑，同时也将开辟人类进入太空的新方式。随着X-43A、X-51A等飞行器的试飞成功，新一轮航空航天热空前高涨，世界各大国都不同程度地先后制定并实施了高超声速飞行器研制计划。尽管如此，高超声速飞行器依然面临着降热、减阻、控制、进气道起动等一系列难题，激波、激波与边界层干扰、边界层转捩、湍流边界层、流动分离等复杂流动现象极大地影响了飞行器的气动性能与热防护系统设计。清晰地认识高超声速飞行器近壁典型流场的精细结构，并对其施加合适的流动控制，已成为航空航天领域发展研究的热点与难点。

面对高超声速复杂流动与控制这一世界性难题，国防科技大学主动流动控制与吸气式推进动力前沿交叉团队负责人罗振兵教授从多学科交叉中创新发展了高超声速流动控制理论和方法，解决了传统合成射流高速流场控制环境适应性差、能耗大和控制力不足的难题，将合成射流从低速流场控制拓展到了超声速/高超声速流场控制。

近年，该团队在超声速/高超声速、低速/亚声速飞行器主动流动控制、防除冰、主动流动控制飞行控制技术等方面取得系列重要进展。利用NPLS技术系统研究了附壁三角翼超声速层流绕流流场，获得了复杂激波干扰、尾迹拟序涡的空间结构和时空演化特征，建立了超声速三角翼涡流发生器尾流区的流动结构模型。相关研究发表在APL等期刊。

团队提出了基于速度-温度耦合控制的超声速湍流边界层减阻控制方法，耦合了传统壁面吹气控制与壁面加热控制的优势，通过直接数值模拟研究发现适当增加壁面吹气的温度可以在保持净节能率的前提下大幅增加减阻率，达到1+1=2的控制效果。相关研究发表在PRF、AST上。

利用新型无源逆向等离子体射流控制超声速钝头体弓形激波，典型模式下钝头体弓形激波脱体距离明显增大，流场中存在典型的短穿透模式和长穿透模式，该方法通过电参数进行操控，无需额外气源，最高平均减阻效果达25.82%。相关研究发表在PoF、CJA等期刊。

发展了等离子体合成高能合成射流高超声速飞行器头部激波、翼前缘激波控制技术，形成了虚拟气动外形，减弱甚至消除了激波，钝头体激波脱体距离增加近4倍、翼面压载减小近40%。相关研究发表在AIAA J、Acta Astronautica等期刊。

提出了等离子体高能合成射流激励器的除冰新方法，通过电弧放电使激励器腔内气体瞬时升温增压，瞬时高压冲击冰层发生脆性破坏，对非粘附冰实现高效快速破除，能耗与传统热刀电热除冰相比下降一个量级以上。相关研究发表在AIAA J、CJA等期刊。

发展了自主可控合成双射流飞行控制技术，2021年4月11日，合成双射流飞行控制首飞试验圆满成功，通过合成双射流主动流动控制，实现了全电、无源零质量射流无舵面飞行控制。相关研究即将快速发表在国内领军期刊CJA(航空学报英文版)（已录用）。

国防科技大学主动流动控制与吸气式推进动力前沿交叉研究团队，长期致力于新型高性能主动流动控制技术及相关应用研究，主要研究方向包括飞行器主动流动控制、先进热管理和吸气式动力与推进技术。团队现有老师10人（教授2人、副教授5人）、博士/硕士研究生30余人、科研助理3人。近5年，承担了国家重大工程专项等国家/军队项目30余项，获得省部级科技一等奖2项、二等奖2项，出版专著/教材5部，全国优秀博士学位论文和航空宇航学科优秀博士学位论文2篇，省部级优秀博士/硕士学位论文4篇，授权国家发明专利30余项，发表学术论文200余篇。