CN111832159B - 一种基于飞行试验数据的边界层转捩阵面动态演化过程确定方法 - Google Patents

一种基于飞行试验数据的边界层转捩阵面动态演化过程确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种基于飞行试验数据的边界层转捩阵面动态演化过程确定方法，(1)将高超声速飞行器表面测点上安装的传感器输出的原始测量结果，转化为飞行器表面测点位置处的热流或温度信息，过滤掉异常的测点信息，得到可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息；(2)根据可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息，得到各个测点发生转捩的时刻；(3)对任意一时刻，根据得到的各个测点发生转捩的时刻，判断该时刻各个测点是否发生转捩；(4)在转捩测量时间窗口内，选取多个时刻点，对每个时刻点，获得该时刻的转捩阵面图像。(5)将步骤(3)获得的各个时刻的转捩阵面图像，按飞行时序装订为动画，获得转捩阵面动态演化过程，从而得到各时刻飞行器表面的转捩区域。

Description

一种基于飞行试验数据的边界层转捩阵面动态演化过程确定 方法
技术领域
本发明涉及一种基于飞行试验数据的边界层转捩阵面动态演化过程确定方法，属于采用传感器阵列进行转捩测量技术领域。
背景技术
高超声速飞行器设计的一个关键问题就是对飞行器表面边界层的转捩进行准确的预测：对于高超声速飞行的升力体飞行器，国外的飞行试验结果已经表明，转捩将导致产生复杂的不确定的纵横侧向气动扰动，对飞行器的气动稳定性和操纵性产生影响，设计不周会导致丧失飞行稳定性，造成飞行失利，例如HTV2第一发飞行试验失利与转捩对气动、控制特性的影响可能存在直接的关系。另一方面，发生转捩后，飞行器表面热流急剧变大，对高超飞行器的热防护设计带来巨大的挑战。
高超声速飞行器边界层转捩非常复杂，影响转捩的因素众多，主要包括三个方面：飞行器自身外形的影响，包括飞行器头部曲率、表面外形曲率、舱段缝隙和天线窗口等局部凸起和沟槽等；飞行状态的影响，包括飞行高度、马赫数、攻角、侧滑角等；飞行器表面状态的影响，包括粗糙度、壁温、烧蚀和热解引起的表面质量引射等，转捩机理和上述影响因素的作用机制迄今为止仍未得到清晰的认识。
建立飞行器真实飞行状态下表面转捩动态演化过程，对于转捩问题的理论研究和飞行器工程设计均有重要意义，但目前国内外对转捩问题以特定状态下的转捩特性研究为主，尚未建立获取实际飞行中的飞行器表面转捩动态演化过程的方法。
发明内容
本发明解决的技术问题为：克服上述现有技术的不足，提供一种基于飞行试验数据的边界层转捩阵面动态演化过程确定方法，重建出飞行过程中边界层转捩的动态演化过程，用于得到准确的各时刻飞行器表面边界层的转捩区域形貌及转捩阵面推进速度。
本发明解决的技术方案为：一种基于飞行试验数据的边界层转捩阵面动态演化过程确定方法，步骤如下：
(1)将高超声速飞行器表面测点上安装的传感器输出的原始测量结果，转化为飞行器表面测点位置处的热流或温度信息，过滤掉异常的测点信息，得到可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息；
(2)根据步骤(1)可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息，得到各个测点发生转捩的时刻；
(3)对任意一时刻，根据步骤(2)得到的各个测点发生转捩的时刻，判断该时刻各个测点是否发生转捩；得到各个测点的状态，包括：发生转捩和未发生转捩；
(4)在转捩测量时间窗口内，选取多个时刻点，对每个时刻点，根据步骤(3)判断出的该时刻各个测点是否发生转捩，获得该时刻的转捩阵面图像。
(5)将步骤(3)获得的各个时刻的转捩阵面图像，按飞行时序装订为动画，获得转捩阵面动态演化过程。
优选的，还包括步骤(6)，
(6)根据步骤(5)获得的转捩阵面动态演化过程，获得高超声速飞行器飞行过程中边界层转捩的动态演化过程，得到各时刻飞行器表面边界层的转捩区域。
优选的，面向高超声速飞行器再入大气层飞行过程，飞行器包含端头、身部舱体、翼和控制舵。
优选的，在飞行器迎风面大面积区域安装热流和温度传感器阵列，获取飞行过程中表面热流和温度信号。
优选的，采用小型化的高温热流和温度传感器，传感器与飞行器表面齐平安装，对表面外形和边界层流动不产生影响。
本发明一种基于飞行试验数据的边界层转捩阵面动态演化过程确定系统，包括：信息转化与处理模块、转捩时刻确定模块、转捩判断模块、转捩阵面图像确定模块、转捩阵面动态演化过程确定模块；
信息转化与处理模块，将高超声速飞行器表面测点上安装的传感器输出的原始测量结果，转化为飞行器表面测点位置处的热流或温度信息，过滤掉异常的测点信息，得到可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息；
转捩时刻确定模块，根据信息转化与处理模块中可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息，得到各个测点发生转捩的时刻；
转捩判断模块，对任意一时刻，根据转捩时刻确定模块得到的各个测点发生转捩的时刻，判断该时刻各个测点是否发生转捩，得到各个测点的状态，包括：发生转捩和未发生转捩；
转捩阵面图像确定模块，在设定的转捩测量时间窗口内，选取多个时刻点，对每个时刻点，根据转捩判断模块判断出的该时刻各个测点是否发生转捩，获得该时刻的转捩阵面图像。
转捩阵面动态演化过程确定模块，将转捩判断模块获得的各个时刻的转捩阵面图像，按飞行时序装订为动画，获得转捩阵面动态演化过程。
优选的，还包括：转捩区域确定模块；
转捩区域确定模块，根据转捩阵面动态演化过程确定模块获得的转捩阵面动态演化过程，获得高超声速飞行器飞行过程中边界层转捩的动态演化过程，得到各时刻飞行器表面边界层的转捩区域。
优选的，面向高超声速飞行器再入大气层飞行过程，飞行器包含端头、身部舱体、翼和控制舵。
优选的，在飞行器迎风面大面积区域安装热流和温度传感器阵列，获取飞行过程中表面热流和温度信号。
优选的，采用小型化的高温热流和温度传感器，传感器与飞行器表面齐平安装，对表面外形和边界层流动不产生影响。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明提出了一种基于飞行试验数据的转捩阵面动态演化过程确定方法，可基于传感器测量数据构建飞行试验转捩阵面的演化推进过程，为转捩问题研究提供了更丰富的数据，可用于模型参数修正，提高数值计算模型的预测精度。
(2)本发明提出了一种基于飞行试验数据的转捩阵面动态演化过程确定方法，可获取不同飞行状态下的表面转捩信息，为类似飞行试验的转捩和热流预测提供直接参考。
(3)本发明提出了一种基于飞行试验数据的转捩阵面动态演化过程确定方法，可获取飞行过程中表面转捩阵面动态演化过程，更好的展示转捩的动态演化过程，提升对转捩过程的认识。
附图说明
图1为本发明传感器测点布置示意图；
图2a为本发明某一时刻转捩阵面图像；
图2b为本发明某另一时刻转捩阵面图像；
图3为本发明实施过程流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述。
本发明一种基于飞行试验数据的边界层转捩阵面动态演化过程确定方法，(1)将高超声速飞行器表面测点上安装的传感器输出的原始测量结果，转化为飞行器表面测点位置处的热流或温度信息，过滤掉异常的测点信息，得到可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息；(2)根据可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息，得到各个测点发生转捩的时刻；(3)对任意一时刻，根据得到的各个测点发生转捩的时刻，判断该时刻各个测点是否发生转捩；(4)在转捩测量时间窗口内，选取多个时刻点，对每个时刻点，获得该时刻的转捩阵面图像。(5)将步骤(3)获得的各个时刻的转捩阵面图像，按飞行时序装订为动画，获得转捩阵面动态演化过程，从而得到各时刻飞行器表面的转捩区域。
本发明一种基于飞行试验数据的边界层转捩阵面动态演化过程确定系统，其特征在于包括：信息转化与处理模块、转捩时刻确定模块、转捩判断模块、转捩阵面图像确定模块、转捩阵面动态演化过程确定模块；
信息转化与处理模块，将高超声速飞行器表面测点上安装的传感器输出的原始测量结果，转化为飞行器表面测点位置处的热流或温度信息，过滤掉异常的测点信息，得到可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息；
转捩时刻确定模块，根据信息转化与处理模块中可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息，得到各个测点发生转捩的时刻；
转捩判断模块，对任意一时刻，根据转捩时刻确定模块得到的各个测点发生转捩的时刻，判断该时刻各个测点是否发生转捩，得到各个测点的状态，包括：发生转捩和未发生转捩；
转捩阵面图像确定模块，在设定的转捩测量时间窗口内，选取多个时刻点，对每个时刻点，根据转捩判断模块判断出的该时刻各个测点是否发生转捩，获得该时刻的转捩阵面图像。
转捩阵面动态演化过程确定模块，将转捩判断模块获得的各个时刻的转捩阵面图像，按飞行时序装订为动画，获得转捩阵面动态演化过程。
优选还包括：转捩区域确定模块；
转捩区域确定模块，根据转捩阵面动态演化过程确定模块获得的转捩阵面动态演化过程，获得高超声速飞行器飞行过程中边界层转捩的动态演化过程，得到各时刻飞行器表面边界层的转捩区域。
对于再入大气层的高超声速飞行器，边界层的转捩将导致产生复杂的纵横侧向气动扰动，对飞行器的气动稳定性和操纵性产生影响，另外边界层发生转捩后飞行器表面热流急剧变大，因此准确预示转捩发生时刻对高超声速飞行器设计有着至关重要的作用。目前数值模拟与地面试验均无法真实刻画实际高超声速飞行的转捩过程，基于真实飞行试验的转捩测量对高超声速条件下转捩预示精度的提高有重要意义。
本发明用于获取高超声速飞行器再入大气层时的转捩阵面演化过程，本发明基于真实飞行试验测量结果，可获取最准确的高超声速条件下的边界层转捩数据，并得到整体的转捩阵面形貌及其演化过程，为转捩问题的理论研究和工程设计提供有力支撑。本发明中方法的技术特点为：算法流程明确高效，对每个测点进行一次转捩判读后，即可重建出飞行过程中任一时刻的表面转捩阵面图像及其随飞行状态的动态演化过程。
本发明的方法和系统用于再入大气层的高超声速飞行器，飞行器一般包括端头、身部舱体、翼和控制舵等部件，通过在迎风面舱体大面积区域(表面无干扰部件)布置热流和温度传感器阵列，获取转捩测量窗口内(优选为飞行高度20km～50km区间内)测点位置的温度和热流数据，即可根据本发明的方法重建出飞行过程中边界层转捩的动态演化过程。
本发明为一种基于飞行试验数据的边界层转捩阵面动态演化过程确定方法，本发明的方法流程图如图3所示，优选方案具体步骤如下：
(1)将高超声速飞行器表面测点上安装的传感器输出的原始测量结果，转化为飞行器表面测点位置处的热流或温度信息，过滤掉异常的测点信息，得到可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息，优选方案具体如下：
高超声速飞行器表面测点，优选方案具体为：飞行器迎风面布置的热流和温度传感器阵列，测点布置满足空间分辨率要求，优选沿9个不同角度方向以上布置，同一方向上相邻测点流向间距优选不超过0.1m。(如图1所示，从飞行器头部向后沿不同子午线角度方向布置热流和温度两种传感器，相邻测点流向间距优选为50mm)，进一步提高确定的转捩阵面动态演化过程质量。
高超声速飞行器表面测点上安装的传感器，优选方案具体为：小型化的热流或温度传感器，优选敏感端直径不超过6mm，与飞行器表面齐平安装。
传感器输出的原始测量结果，优选方案具体为：传感器采集的电信号数据；
转化为飞行器表面测点位置处的热流或温度信息，优选方案具体为：根据传感器变换特性，即传感器敏感端敏感到的热流或温度与其产生的电信号之间的关系，从采集到的电信号反算出敏感端的热流或温度量；
飞行器表面测点位置处的热流或温度信息，优选方案具体为：热流或温度随飞行时间变化的曲线；
过滤掉异常的测点信息，优选方案具体为：将测量读数超出传感器量程范围的测点剔除；
(2)根据步骤(1)可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息，得到各个测点发生转捩的时刻；优选方案具体如下：
根据步骤(1)可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息，得到各个测点发生转捩的时刻，具体为：
根据测量窗口区间内测点处热流或温度随时间变化数据，计算热流或温度随时间的变化率，将飞行攻角未发生切换、热流或温度变化率取最大正值的时刻，即飞行状态连续但热流和温度发生显著增长的时刻，确定为该测点的转捩时刻。
(3)对任意一时刻，根据步骤(2)得到的各个测点发生转捩的时刻，判断该时刻各个测点是否发生转捩；优选方案具体如下：
根据步骤(2)得到的各个测点发生转捩的时刻，判断该时刻各个测点是否发生转捩，优选方案具体为：
对任意一时刻T，假设步骤(2)中得到的编号为k的测点转捩时刻为Tk，若T<Tk，则该测点在时刻T未发生转捩，反之则已发生转捩。
(4)在转捩测量时间窗口内，选取多个时刻点，对每个时刻点，根据步骤(3)判断出的该时刻各个测点是否发生转捩，获得该时刻的转捩阵面图像。优选方案具体如下：
转捩测量时间窗口，优选方案具体为：飞行器从高空再入大气层阶段内飞行高度介于20km～50km范围内的时间区间；
多个时刻点，优选方案具体为：测量窗口内时刻点的选取应满足每相邻两个时刻点对应的飞行高度差优选不超过0.5km；
对每个时刻点，根据步骤(3)判断出的该时刻各个测点是否发生转捩，获得该时刻的转捩阵面图像，优选方案具体为：将所有测点根据其空间坐标绘制在三维或者二维投影图上，将已经转捩的测点与未发生转捩的测点分别用不同符号进行标记(如图2a所示，图中给出某时刻下转捩阵面图像，将所有测点根据其空间坐标绘制在X-Z投影平面，图中以实心圆圈表示已经转捩的测点，空心圆圈表示未发生转捩的测点，对每个时刻均进行同样操作，图2b给出了某另一时刻的转捩阵面图像)
该时刻的转捩阵面图像，优选是指：该时刻各个测点发生转捩和未发生转捩的分布情况图像。
(5)将步骤(3)获得的各个时刻的转捩阵面图像，按飞行时序装订为动画，获得转捩阵面动态演化过程，优选方案具体如下：
将步骤(3)获得的各个时刻的转捩阵面图像，按飞行时序(从高空到低空)装订为动画，可根据需要调节相邻两帧图像间的时间间隔，但时间间隔应与相应飞行状态时间间隔成比例，获得转捩阵面动态演化过程。
本发明的方案优选还包括步骤(6)：
(6)根据步骤(5)获得的转捩阵面动态演化过程，即获得高超声速飞行器飞行过程中边界层转捩的动态演化过程，得到各时刻飞行器表面边界层的转捩区域及转捩推进速度，优选方案具体如下：
飞行器表面边界层的转捩区域，优选方案具体为：已发生转捩的测点所覆盖的区域及其下游的区域；
得到各时刻飞行器表面边界层的转捩推进速度，优选方案具体为：对某个特定方向(给定展向位置或者子午线角度)，某时刻T1该方向上已发生转捩的测点中x方向坐标的最小值X1，下一时刻T2该方向上已发生转捩的测点中x方向坐标的最小值X2，转捩推进速度优选定义为(X2-X1)/(T2-T1)。
本发明为一种基于飞行试验数据的边界层转捩阵面动态演化过程确定方法，本发明的方法直接来自于真实飞行试验，为目前高超声速流动转捩最准确的测量结果，通过高密度传感器阵列布置，可获取最准确的真实飞行过程中的转捩阵面图像，同时可以获得转捩阵面随飞行状态的实时变化过程，得到不同状态下转捩推进速度。本方法所提供的不同飞行状态下的转捩阵面图像和转捩推进速度可以直接与数值预测结果进行定量对比，可用于对数值计算所采用的模型及其参数进行修正，同时也可为类似飞行试验的转捩预测提供直接的参考。
本发明实现转捩阵面动态演化过程精度提高的进一步方案：在传感器阵列中采用小型化、低响应时间的热流传感器，以进一步提高测点转捩时刻的测量精度，从而提高整体转捩阵面的测量精度。
本发明实现转捩阵面动态演化过程空间分辨率提高的进一步方案：进一步提高传感器测点布置的密度，降低传感器间距，可以获得空间分辨率更高的转捩阵面图像。
本发明实现转捩阵面动态演化过程演示效果提高的进一步方案：在生成转捩阵面图像时，采用三维空间坐标，直接绘制于飞行器三维外形图表面并进行标记，可更好表示各测点的空间位置，便于将转捩过程与当地流动结构进行联系，提高转捩阵面动态演化过程演示效果。
如图1所示，给出了某圆锥外形飞行器测点示意图，在飞行器表面布置有热流和温度传感器测点阵列，通过传感器获取飞行过程中表面不同位置的热流和温度信息。图2a给出了采用本发明提出的方法所获得的某时刻下飞行器表面的转捩阵面，图2b给出了某另一时刻下飞行器表面的转捩阵面，将多个时刻的转捩阵面图像按时间顺序装订为动画，即可获得转捩阵面动态演化过程。
本发明进一步的优选方案为：
如图3所示给出了基于传感器测量结果获得转捩阵面动态演化过程的流程图，其中各个步骤的具体实施方法如下：
1.将传感器采集到的信号转化为表面热流、表面温度等物理量，获得每个传感器上热流/温度随飞行时间变化曲线，对超出传感器量程的测点和测量结果予以排除。
2.根据步骤1获得的测量窗口内每个传感器的热流/温度随时间变化曲线，计算热流/温度随时间的变化率，寻找飞行攻角未发生切换且热流和温度曲线变化率取最大正值的时刻点，作为该传感器(编号为i)对应位置的的转捩时刻Ti。
3.对于任意时刻T，将步骤2中得到的每个传感器的转捩时刻Ti与T进行比较，若T<Ti，则在时刻T，传感器(编号为i)尚未发生转捩，若T>Ti，则在时刻T，传感器(编号为i)已经发生转捩。
4.对于观测窗口[T0,TN]，选取观测窗口内一系列的时刻T0<T1<T2<…TN-1<TN，相邻两个时刻点对应的飞行高度差不超过0.5km，对每个时刻点Tk(k＝0,1,…N-1,N)，根据步骤3判断时刻Tk下各测点是否转捩，根据测点空间坐标，在三维图或者二维投影图中将已转捩测点和未转捩测点分别标记，获得该时刻下的转捩阵面图像。
5.将步骤4中获得的所有的转捩阵面按照飞行时序装订为动画，并根据实际时间间隔调整各帧图片的时间间隔，即可获得观测窗口[T0,TN]内飞行器表面转捩阵面的动态演化过程。
通过本发明提供的方法，首次获得了某圆锥外形飞行器高超声速飞行过程中的转捩阵面动态演化过程，获得了不同飞行状态下圆锥外形准确的转捩阵面图像，为转捩理论研究深化和工程预示水平提升提供了重要支撑。
本发明提供的方法不仅适用于基于飞行试验数据的转捩阵面动态演化过程生成，还适用于地面试验传感器测量数据，以及其它与转捩类似的动态过程重建。上述实施例子只是对本发明的解释，而不能作为对本发明的限制，因此凡是与本发明思路类似的实施方式均在本发明的保护范围内。
本发明提出的一种基于飞行试验数据的转捩阵面动态演化过程确定方法及系统，可基于传感器测量数据构建飞行试验转捩阵面的演化推进过程，为转捩问题研究提供了更丰富的数据，可用于模型参数修正，提高数值计算模型的预测精度，且本发明提出了一种基于飞行试验数据的转捩阵面动态演化过程确定方法及系统，可获取不同飞行状态下的表面转捩信息，为类似飞行试验的转捩和热流预测提供直接参考。
本发明可获取飞行过程中表面转捩阵面动态演化过程，更好的展示转捩的动态演化过程，提升对转捩过程的认识。

Claims (4)

1.一种基于飞行试验数据的边界层转捩阵面动态演化过程确定方法，其特征在于步骤如下：
(1)将高超声速飞行器表面测点上安装的传感器输出的原始测量结果，转化为飞行器表面测点位置处的热流或温度信息，过滤掉异常的测点信息，得到可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息；飞行器迎风面大面积区域布置热流和温度传感器阵列，测点布置满足空间分辨率要求，沿9个不同角度方向以上布置，同一方向上相邻测点流向间距优选不超过0.1m；
采用小型化的高温热流和温度传感器，敏感端直径不超过6mm，传感器与飞行器表面齐平安装，对表面外形和边界层流动不产生影响；
(2)根据步骤(1)可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息，得到各个测点发生转捩的时刻；
根据测量窗口区间内测点处热流或温度随时间变化数据，计算热流或温度随时间的变化率，将飞行攻角未发生切换、热流或温度变化率取最大正值的时刻，即飞行状态连续但热流和温度发生显著增长的时刻，确定为该测点的转捩时刻；
(3)对任意一时刻，根据步骤(2)得到的各个测点发生转捩的时刻，判断该时刻各个测点是否发生转捩；得到各个测点的状态，包括：发生转捩和未发生转捩；
(4)在转捩测量时间窗口内，选取多个时刻点，对每个时刻点，根据步骤(3)判断出的该时刻各个测点是否发生转捩，获得该时刻的转捩阵面图像；
所述转捩测量时间窗口为：飞行器从高空再入大气层阶段内飞行高度介于20km～50km范围内的时间区间；
所述多个时刻点为：测量窗口内时刻点的选取应满足每相邻两个时刻点对应的飞行高度差不超过0.5km；
(5)将步骤(3)获得的各个时刻的转捩阵面图像，按飞行时序装订为动画，获得转捩阵面动态演化过程；
还包括步骤(6)，
(6)根据步骤(5)获得的转捩阵面动态演化过程，获得高超声速飞行器飞行过程中边界层转捩的动态演化过程，得到各时刻飞行器表面边界层的转捩区域。
2.根据权利要求1所述的一种基于飞行试验数据的边界层转捩阵面动态演化过程确定方法，其特征在于：面向高超声速飞行器再入大气层飞行过程，飞行器包含端头、身部舱体、翼和控制舵。
3.一种基于飞行试验数据的边界层转捩阵面动态演化过程确定系统，其特征在于包括：信息转化与处理模块、转捩时刻确定模块、转捩判断模块、转捩阵面图像确定模块、转捩阵面动态演化过程确定模块；
信息转化与处理模块，将高超声速飞行器表面测点上安装的传感器输出的原始测量结果，转化为飞行器表面测点位置处的热流或温度信息，过滤掉异常的测点信息，得到可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息；飞行器迎风面大面积区域布置热流和温度传感器阵列，测点布置满足空间分辨率要求，沿9个不同角度方向以上布置，同一方向上相邻测点流向间距优选不超过0.1m；
采用小型化的高温热流和温度传感器，敏感端直径不超过6mm，传感器与飞行器表面齐平安装，对表面外形和边界层流动不产生影响；
转捩时刻确定模块，根据信息转化与处理模块中可用的飞行器表面测点处的热流或温度信息，得到各个测点发生转捩的时刻；根据测量窗口区间内测点处热流或温度随时间变化数据，计算热流或温度随时间的变化率，将飞行攻角未发生切换、热流或温度变化率取最大正值的时刻，即飞行状态连续但热流和温度发生显著增长的时刻，确定为该测点的转捩时刻；
转捩判断模块，对任意一时刻，根据转捩时刻确定模块得到的各个测点发生转捩的时刻，判断该时刻各个测点是否发生转捩，得到各个测点的状态，包括：发生转捩和未发生转捩；
转捩阵面图像确定模块，在设定的转捩测量时间窗口内，选取多个时刻点，对每个时刻点，根据转捩判断模块判断出的该时刻各个测点是否发生转捩，获得该时刻的转捩阵面图像；所述转捩测量时间窗口为：飞行器从高空再入大气层阶段内飞行高度介于20km～50km范围内的时间区间；所述多个时刻点为：测量窗口内时刻点的选取应满足每相邻两个时刻点对应的飞行高度差不超过0.5km；
转捩阵面动态演化过程确定模块，将转捩判断模块获得的各个时刻的转捩阵面图像，按飞行时序装订为动画，获得转捩阵面动态演化过程；
还包括：转捩区域确定模块；
转捩区域确定模块，根据转捩阵面动态演化过程确定模块获得的转捩阵面动态演化过程，获得高超声速飞行器飞行过程中边界层转捩的动态演化过程，得到各时刻飞行器表面边界层的转捩区域。
4.根据权利要求3所述的一种基于飞行试验数据的边界层转捩阵面动态演化过程确定系统，其特征在于：面向高超声速飞行器再入大气层飞行过程，飞行器包含端头、身部舱体、翼和控制舵。
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