【摘要】：為了解決火箭橇-阻力傘系統(tǒng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等工程實(shí)際問(wèn)題。本文采用理論分析和數(shù)值方法,研究了火箭橇-阻力傘系統(tǒng)的力學(xué)特性和流場(chǎng)特性,分析了火箭橇試驗(yàn)條件下阻力傘阻力性能試驗(yàn)值與設(shè)計(jì)值差異的原因,并提出了火箭橇-阻力傘系統(tǒng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的修正理論和計(jì)算方法。主要工作和結(jié)論如下:(1)阻力傘的數(shù)值風(fēng)洞計(jì)算和火箭橇-阻力傘系統(tǒng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。獲得了在洞壁干擾修正條件下的阻力傘性能參數(shù)。同時(shí),針對(duì)火箭橇-阻力傘系統(tǒng)的原始試驗(yàn)數(shù)據(jù),采用非等距二階有限差分法,獲得了火箭橇的運(yùn)動(dòng)速度和加速度。分析了試驗(yàn)數(shù)據(jù)中速度、加速度、拉力以及時(shí)間等物理量之間的關(guān)系。(2)數(shù)值研究了火箭橇和飛機(jī)的流場(chǎng)特性,利用數(shù)值模擬獲得的火箭橇氣動(dòng)力,結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù),建立了非定常、高速滑行試驗(yàn)條件下火箭橇系統(tǒng)的摩擦力分析與計(jì)算方法。在火箭橇的典型試驗(yàn)條件下(運(yùn)動(dòng)速度60~90m/s),火箭橇尾流場(chǎng)存在明顯的氣流下洗現(xiàn)象,火箭橇的尾流場(chǎng)特性、氣動(dòng)升力系數(shù)和氣動(dòng)阻力系數(shù)受來(lái)流速度的影響較小。在著陸滑行過(guò)程中,火箭橇尾流場(chǎng)的速度和壓力分布與單垂尾飛機(jī)尾流場(chǎng)的速度和壓力分布具有較好的相似性。此外,研究還發(fā)現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)速度對(duì)摩擦因數(shù)仍存在較大影響:隨著相對(duì)滑動(dòng)速度的增大,摩擦因數(shù)減小。(3)利用質(zhì)量阻尼彈簧模型方法(MSD方法)模擬了風(fēng)洞試驗(yàn)工況、遠(yuǎn)場(chǎng)邊界工況和火箭橇試驗(yàn)工況下的雙傘充滿外形,并詳細(xì)研究了在這些工況下的阻力傘流場(chǎng)特性。此外,基于任意拉格朗日-歐拉方法(ALE方法)對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)邊界工況下單、雙傘的充氣過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究表明,風(fēng)洞試驗(yàn)工況和遠(yuǎn)場(chǎng)邊界工況下,MSD方法和ALE方法得到的阻力傘充滿外形幾乎一致。在風(fēng)洞試驗(yàn)條件下,單、雙傘的阻力系數(shù)數(shù)值模擬值與試驗(yàn)值均吻合較好。與風(fēng)洞試驗(yàn)工況和遠(yuǎn)場(chǎng)邊界工況不同的是,火箭橇試驗(yàn)工況下,阻力傘系統(tǒng)會(huì)受到火箭橇尾流的氣流下洗影響。(4)揭示了火箭橇的非定常運(yùn)動(dòng)和尾流場(chǎng)的動(dòng)壓損失是造成阻力傘阻力性能試驗(yàn)值與設(shè)計(jì)值產(chǎn)生差異的主要原因,并給出了試驗(yàn)數(shù)據(jù)修正理論及計(jì)算方法。對(duì)比分析了火箭橇-阻力傘系統(tǒng)的流場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)邊界的阻力傘流場(chǎng),并結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù),定量分析了非定常因素和動(dòng)壓損失對(duì)阻力傘阻力性能的影響,進(jìn)而給出了基于火箭橇試驗(yàn)的阻力傘阻力性能修正計(jì)算方法。結(jié)果表明該修正理論和計(jì)算方法能夠較好的反映阻力傘的阻力性能。
【圖文】：

依據(jù)降落傘適用對(duì)象的不同，可細(xì)分為阻力傘、救生傘、傘兵傘、投物傘以及回收傘等，如圖1.1 所示。(a) F-16A 戰(zhàn)斗機(jī)的阻力傘 (b) 空降兵用傘(c)重裝空投與航天回收用傘圖 1. 1 降落傘的應(yīng)用

在美國(guó)俄亥俄州的麥庫(kù)克機(jī)場(chǎng)，，一具人用傘第的阻力傘使用記錄。1933 年，德國(guó)研究了阻力傘輔助出了帶條傘[4]。隨著飛機(jī)飛行速度的大幅提高，減速的氣動(dòng)減速性能，特別是在潮濕跑道、結(jié)冰跑道以及尤為突出。因此，阻力傘由原來(lái)設(shè)定的應(yīng)急裝置，發(fā)且阻力傘的結(jié)構(gòu)形狀多樣[5]，如圖 1.2 所示。阻力傘要對(duì)阻力傘的工作性能深入研究分析�！睉�(zhàn)斗機(jī) (b) Mikoyan M
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V216.8

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2656928