發(fā)布時(shí)間：2020-05-29 15:29

【摘要】：艦載機(jī)在航母上起飛、著艦過程相對陸地上的起飛、降落更為復(fù)雜,其安全性備受重視。而艦船甲板氣流場特性對艦載機(jī)能否安全起降、發(fā)揮實(shí)際作戰(zhàn)效能起到了關(guān)鍵作用。風(fēng)流過艦船甲板和島型建筑邊緣會引發(fā)復(fù)雜的隨風(fēng)向變化的流場,對艦載機(jī)在船上和船體周圍的操作有很大影響;島式建筑物的不同形狀和布局會對附近的流場產(chǎn)生影響;同時(shí),滑躍起飛的甲板艏部需要設(shè)計(jì)成具有上翹角的形式,艦艏部的氣流場受到的影響很明顯。在上述因素的影響下,可以看出甲板氣流場是航空母艦設(shè)計(jì)時(shí)需要解決的問題之一。本文針對航空母艦實(shí)際作業(yè)所面臨問題,對定常狀態(tài)下氣流場進(jìn)行研究,針對固定翼艦載機(jī)的氣動(dòng)要求,提出氣流場評估指標(biāo)體系;借助氣流場評估指標(biāo)體系和CFD數(shù)值計(jì)算,對一些航母氣流場數(shù)值計(jì)算的理論問題和一些總體設(shè)計(jì)要素對氣流場影響問題進(jìn)行討論并得出相應(yīng)結(jié)論。具體完成了如下工作:1、根據(jù)固定翼艦載機(jī)的飛行原理與起降特點(diǎn),提出了固定翼艦載機(jī)起降對氣流場的要求;2、提出完整的航母氣流場評估模型,并通過實(shí)例計(jì)算,驗(yàn)證了所提出的航母氣流場評估模型的有效性;3、提出并驗(yàn)證在氣流場的研究與計(jì)算中,邊界層理論是不適用的;提出并驗(yàn)證相似準(zhǔn)數(shù)的研究是沒有意義的;給出了氣流場計(jì)算中計(jì)算域設(shè)置的建議;4、提出并驗(yàn)證在各種工況下不同艦島形式對氣流場的影響;提出并驗(yàn)證在航母氣流場中,桅桿對于降落航線部分會產(chǎn)生影響,不可忽略;提出并驗(yàn)證在艦載機(jī)起降典型的三種工況下,中部舷臺對于氣流場影響較大。
【圖文】：

ＣＦＤ數(shù)值模擬研究的國家和機(jī)構(gòu)主要還包括美海軍安納波利斯海軍學(xué)院，英國利物浦大逡逑學(xué)、南安普頓大學(xué)、克蘭菲爾德技術(shù)學(xué)院，以及西班牙、澳大利亞、加拿大等國的研究逡逑機(jī)構(gòu)。通過對艦船氣流場的研究，可以確定安全起降飛行包絡(luò)，如圖１．１所示，以及指逡逑導(dǎo)艦載機(jī)起降作業(yè)，能夠支持艦船艦載機(jī)的相關(guān)設(shè)計(jì)，提高艦機(jī)適配性能。另外，艦船逡逑甲板氣流場數(shù)據(jù)還被運(yùn)用在離線艦載機(jī)起降評估、飛行模擬器起降訓(xùn)練等虛擬環(huán)境中，逡逑提高虛擬仿真的真實(shí)性。逡逑１逡逑

１．２．１．２縮比模型風(fēng)洞測試或?qū)嵈Ｉ蠝y試逡逑上世紀(jì)６０年代，美國海軍開始對航母氣流場對艦載機(jī)艦面作業(yè)的影響逐漸關(guān)注，逡逑從ＣＶ６１邋“突擊者”號開始（圖１．２所示），對航母氣流場進(jìn)行了實(shí)船測量，并作為美逡逑國海軍對多型航母進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)的一種補(bǔ)充和驗(yàn)證。實(shí)船測量是在實(shí)際氣流場環(huán)境中進(jìn)逡逑行的，無需考慮相似性，測量數(shù)據(jù)誤差小，，測量條件不受限制，可靠度高。但是需要布逡逑置安裝成套的儀器設(shè)備以及專門的兵力配合，試驗(yàn)航次期間艦船測量區(qū)域的其他作業(yè)往逡逑往無法進(jìn)行，要進(jìn)行較全面的數(shù)據(jù)采集其成本太高。所以實(shí)船測量不并適合作為主要的逡逑艦船氣流場研究方法，而應(yīng)作為其他方法的一種補(bǔ)充和驗(yàn)證手段。逡逑圖１．２海上實(shí)船氣流場測量逡逑風(fēng)洞試驗(yàn)是另一種較為廣泛的艦船氣流場研宄分析方法，如圖１．３所示，它是通過逡逑制作實(shí)際艦船的縮尺模型在大氣邊界層風(fēng)洞中進(jìn)行的，通過必要的手段產(chǎn)生與實(shí)際情況逡逑相似的風(fēng)場，然后通過布置在模型表面及其周圍的試驗(yàn)儀器測量風(fēng)速、風(fēng)壓等相關(guān)數(shù)據(jù)。逡逑該方法是對新船型氣流場特性研宄的首選；在進(jìn)行在役艦船氣流場的研究和改進(jìn)時(shí)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U674.771

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本文編號：2687123