短距/垂直起降推進(jìn)系統(tǒng)綜合建模研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-30 18:57
短距/垂直起降功能是目前固定翼戰(zhàn)斗機(jī)渴求的重要功能,該功能的核心在于配備帶推力矢量功能的推進(jìn)系統(tǒng),該領(lǐng)域多學(xué)科交叉融合,具有較高的建模難度。本文圍繞短距/垂直起降推進(jìn)系統(tǒng),分別對(duì)帶升力風(fēng)扇的發(fā)動(dòng)機(jī)、變涵道比下的發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇、軸對(duì)稱矢量噴管開展建模研究;贔135不同型號(hào)間部件的通用性,復(fù)現(xiàn)了F-35B推進(jìn)系統(tǒng),驗(yàn)證了組件間的強(qiáng)耦合性。針對(duì)對(duì)轉(zhuǎn)升力風(fēng)扇這一核心技術(shù),與常規(guī)非對(duì)轉(zhuǎn)風(fēng)扇開展對(duì)比建模研究。首先通過(guò)基元級(jí)疊加法建立常規(guī)升力風(fēng)扇模型;然后設(shè)計(jì)反轉(zhuǎn)級(jí)并替換靜子,組成中介對(duì)轉(zhuǎn)風(fēng)扇;基于軸功率相似的要求,保持中介風(fēng)扇內(nèi)氣動(dòng)參數(shù)不變,通過(guò)修正風(fēng)扇的流量、幾何尺寸、轉(zhuǎn)速等參數(shù)使新對(duì)轉(zhuǎn)風(fēng)扇與原常規(guī)風(fēng)扇軸功率相等,可以由相同的主發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。動(dòng)穩(wěn)態(tài)仿真表明,相同燃油輸入下,主發(fā)動(dòng)機(jī)低壓軸轉(zhuǎn)速自我調(diào)節(jié),使升力風(fēng)扇部件的推力趨于相同。垂直起降推進(jìn)系統(tǒng)不同模態(tài)下涵道比差異很大,且涵道比對(duì)風(fēng)扇流場(chǎng)的影響不容忽視,通過(guò)軸向基元級(jí)疊加理論與徑向平衡方程理論相結(jié)合建立準(zhǔn)二維風(fēng)扇模型揭示了該影響機(jī)理。模型解算上,分別構(gòu)建了用于常規(guī)狀態(tài)的二層迭代算法和用于變涵道比狀態(tài)的三層迭代算法。常規(guī)狀態(tài)設(shè)計(jì)點(diǎn)仿真驗(yàn)證了模型的精...
【文章來(lái)源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:95 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
飛行床架實(shí)物圖
轉(zhuǎn)子渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),涵道比約為 1.4?諝饨(jīng)風(fēng)扇增壓后約 5機(jī)兩側(cè)的前外涵噴管排出,產(chǎn)生一部分升力;剩余的空氣進(jìn)方兩側(cè)的噴管排出,產(chǎn)生與前方噴管升力相互平衡的另一通過(guò)軸承與發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)接,旋轉(zhuǎn)范圍為 0°~100°,可由水平位達(dá)反推位置從而產(chǎn)生巡航推力、垂直升力及反推力。隨后,風(fēng)扇用矢量噴管,包括:球形轉(zhuǎn)接段矢量噴管以及 X-35B圖 1.1 飛行床架 實(shí)物圖
南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文機(jī)首飛,并逐漸發(fā)展為 Yak-38。Yak-38 采用的是 升力+升力/巡航發(fā)動(dòng)機(jī) 構(gòu)型的動(dòng)力裝置是一臺(tái)升力為 80kN、帶 2 個(gè)轉(zhuǎn)向噴管的 R-27 升力/巡航發(fā)動(dòng)機(jī),和縱列兩臺(tái)單臺(tái)推力為 35kN 的 RD-38 升力發(fā)動(dòng)機(jī),如圖 1.3 所示。這兩款均為單軸渦ak-38 僅能實(shí)現(xiàn)垂直起降,不能實(shí)現(xiàn)短距起降,飛機(jī)垂直起降時(shí)巡航發(fā)動(dòng)機(jī)噴管向面垂直位置,與升力發(fā)動(dòng)機(jī)共同產(chǎn)生升力,飛機(jī)平飛時(shí)升力發(fā)動(dòng)機(jī)不工作[17,18]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]航空發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管及其發(fā)展趨勢(shì)[J]. 崔響,徐志暉. 山東工業(yè)技術(shù). 2018(03)
[2]三環(huán)驅(qū)動(dòng)軸對(duì)稱推力矢量噴管逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J]. 趙志剛,李建鵬,劉洋,李維維. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2018(01)
[3]帶升力風(fēng)扇的垂直起降推進(jìn)系統(tǒng)建模研究[J]. 符大偉,張海波. 推進(jìn)技術(shù). 2018(03)
[4]STOVL飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)多變量控制方法[J]. 龐淑偉,李秋紅,任冰濤,張海波. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2017(08)
[5]基于模型的矢量噴管控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王建鋒,臧軍,姜殿文,蔣毅. 航空發(fā)動(dòng)機(jī). 2017(04)
[6]垂直/短距起降飛機(jī)的控制仿真技術(shù)[J]. 劉超,雒東超,張文星,劉智漢. 飛行力學(xué). 2017(05)
[7]基于數(shù)值模擬的軸對(duì)稱矢量噴管性能預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型[J]. 常璐,額日其太,楊亞雄. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2017(04)
[8]塞錐形狀和偏轉(zhuǎn)角對(duì)軸對(duì)稱塞式噴管氣動(dòng)性能的影響[J]. 王旭,張靖周,單勇. 航空發(fā)動(dòng)機(jī). 2016(01)
[9]兩級(jí)對(duì)轉(zhuǎn)風(fēng)扇非定常特性分析[J]. 張恒銘,黃秀全,張翔,楊青真. 推進(jìn)技術(shù). 2016(02)
[10]垂直/短距起降戰(zhàn)斗機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)展淺析[J]. 譚勇,袁穎. 現(xiàn)代軍事. 2015(12)
博士論文
[1]短/垂起降飛機(jī)用推進(jìn)系統(tǒng)性能模擬及三軸承偏轉(zhuǎn)噴管設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D]. 劉帥.西北工業(yè)大學(xué) 2016
[2]矢量噴管非定常流場(chǎng)計(jì)算與動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型研究[D]. 馬會(huì)民.西北工業(yè)大學(xué) 2003
碩士論文
[1]短距起飛/垂直降落發(fā)動(dòng)機(jī)建模與控制技術(shù)研究[D]. 任冰濤.南京航空航天大學(xué) 2015
[2]風(fēng)扇/壓氣機(jī)分流環(huán)設(shè)計(jì)優(yōu)化研究[D]. 鄧小明.西北工業(yè)大學(xué) 2015
[3]矢量噴管控制裝置的建模與仿真[D]. 黃均均.南京航空航天大學(xué) 2014
[4]航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸對(duì)稱矢量噴管控制技術(shù)研究[D]. 陳杰.南京航空航天大學(xué) 2012
[5]帶矢量噴管發(fā)動(dòng)機(jī)建模與短距起飛控制研究[D]. 蔣達(dá)福.南京航空航天大學(xué) 2009
[6]風(fēng)扇/壓氣機(jī)內(nèi)外涵分流比特性及分流環(huán)效應(yīng)研究[D]. 鄭舒桐.西北工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):3373323
【文章來(lái)源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:95 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
飛行床架實(shí)物圖
轉(zhuǎn)子渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),涵道比約為 1.4?諝饨(jīng)風(fēng)扇增壓后約 5機(jī)兩側(cè)的前外涵噴管排出,產(chǎn)生一部分升力;剩余的空氣進(jìn)方兩側(cè)的噴管排出,產(chǎn)生與前方噴管升力相互平衡的另一通過(guò)軸承與發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)接,旋轉(zhuǎn)范圍為 0°~100°,可由水平位達(dá)反推位置從而產(chǎn)生巡航推力、垂直升力及反推力。隨后,風(fēng)扇用矢量噴管,包括:球形轉(zhuǎn)接段矢量噴管以及 X-35B圖 1.1 飛行床架 實(shí)物圖
南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文機(jī)首飛,并逐漸發(fā)展為 Yak-38。Yak-38 采用的是 升力+升力/巡航發(fā)動(dòng)機(jī) 構(gòu)型的動(dòng)力裝置是一臺(tái)升力為 80kN、帶 2 個(gè)轉(zhuǎn)向噴管的 R-27 升力/巡航發(fā)動(dòng)機(jī),和縱列兩臺(tái)單臺(tái)推力為 35kN 的 RD-38 升力發(fā)動(dòng)機(jī),如圖 1.3 所示。這兩款均為單軸渦ak-38 僅能實(shí)現(xiàn)垂直起降,不能實(shí)現(xiàn)短距起降,飛機(jī)垂直起降時(shí)巡航發(fā)動(dòng)機(jī)噴管向面垂直位置,與升力發(fā)動(dòng)機(jī)共同產(chǎn)生升力,飛機(jī)平飛時(shí)升力發(fā)動(dòng)機(jī)不工作[17,18]。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]航空發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管及其發(fā)展趨勢(shì)[J]. 崔響,徐志暉. 山東工業(yè)技術(shù). 2018(03)
[2]三環(huán)驅(qū)動(dòng)軸對(duì)稱推力矢量噴管逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[J]. 趙志剛,李建鵬,劉洋,李維維. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2018(01)
[3]帶升力風(fēng)扇的垂直起降推進(jìn)系統(tǒng)建模研究[J]. 符大偉,張海波. 推進(jìn)技術(shù). 2018(03)
[4]STOVL飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)多變量控制方法[J]. 龐淑偉,李秋紅,任冰濤,張海波. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2017(08)
[5]基于模型的矢量噴管控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王建鋒,臧軍,姜殿文,蔣毅. 航空發(fā)動(dòng)機(jī). 2017(04)
[6]垂直/短距起降飛機(jī)的控制仿真技術(shù)[J]. 劉超,雒東超,張文星,劉智漢. 飛行力學(xué). 2017(05)
[7]基于數(shù)值模擬的軸對(duì)稱矢量噴管性能預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型[J]. 常璐,額日其太,楊亞雄. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2017(04)
[8]塞錐形狀和偏轉(zhuǎn)角對(duì)軸對(duì)稱塞式噴管氣動(dòng)性能的影響[J]. 王旭,張靖周,單勇. 航空發(fā)動(dòng)機(jī). 2016(01)
[9]兩級(jí)對(duì)轉(zhuǎn)風(fēng)扇非定常特性分析[J]. 張恒銘,黃秀全,張翔,楊青真. 推進(jìn)技術(shù). 2016(02)
[10]垂直/短距起降戰(zhàn)斗機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)展淺析[J]. 譚勇,袁穎. 現(xiàn)代軍事. 2015(12)
博士論文
[1]短/垂起降飛機(jī)用推進(jìn)系統(tǒng)性能模擬及三軸承偏轉(zhuǎn)噴管設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D]. 劉帥.西北工業(yè)大學(xué) 2016
[2]矢量噴管非定常流場(chǎng)計(jì)算與動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型研究[D]. 馬會(huì)民.西北工業(yè)大學(xué) 2003
碩士論文
[1]短距起飛/垂直降落發(fā)動(dòng)機(jī)建模與控制技術(shù)研究[D]. 任冰濤.南京航空航天大學(xué) 2015
[2]風(fēng)扇/壓氣機(jī)分流環(huán)設(shè)計(jì)優(yōu)化研究[D]. 鄧小明.西北工業(yè)大學(xué) 2015
[3]矢量噴管控制裝置的建模與仿真[D]. 黃均均.南京航空航天大學(xué) 2014
[4]航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸對(duì)稱矢量噴管控制技術(shù)研究[D]. 陳杰.南京航空航天大學(xué) 2012
[5]帶矢量噴管發(fā)動(dòng)機(jī)建模與短距起飛控制研究[D]. 蔣達(dá)福.南京航空航天大學(xué) 2009
[6]風(fēng)扇/壓氣機(jī)內(nèi)外涵分流比特性及分流環(huán)效應(yīng)研究[D]. 鄭舒桐.西北工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào):3373323
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