舰船运动对机舰耦合流场的影响研究

机舰耦合流场是一个复杂紊乱的非定常流场,存在着涡–涡干扰现象。在真实海况下,舰船的六自由度摇摆运动会进一步恶化飞行甲板上方的流场环境,因此有必要探究舰船的摇摆运动对飞行甲板上方机舰耦合流场的影响。现基于简化护卫舰和双桨旋翼的耦合模型,通过CFD方法对舰船纵摇状态下的机舰耦合流场进行了数值模拟研究,定性分析了耦合流场结构的发展变化,同时对旋翼拉力进行了定量分析。随着舰船的纵摇运动,摆动的机库尾涡会和桨尖涡混合在一起,垂向气流也在不断变化,旋翼拉力、压强和速度都出现了近似周期性的变化,和纵摇运动的周期一致。相比于舰船的静止状态,当甲板上扬至水平位置附近时,旋翼拉力最大,增加约14%,当甲板下沉至水平位置附近时,旋翼拉力最小,减少约12%,因此直升机要具有足够的操纵量,及时改变总距以保证直升机在该状况下的安全性。

美海军航母和两栖作战空域管理研究及启示

介绍美军海上战场空域管理的基本概念、主要原则和各类典型空域协调措施,并以航母编队作战和两栖编队作战为背景,介绍美军在两种典型任务下的战场空域划设及使用情况及其对我国海上战场空域的启示。

基于状态维修的预防性维修策略优化模型研究

基于状态的维修着眼于系统的具体运行状况,对被监测装备的真实状态进行评估,克服了维修的盲目性,可有效减少由于维修不足而引起的意外故障和由于维修过剩带来的资源浪费。提出一种基于状态的多部件系统非周期预防性维修计划的优化方法,引入"机会维修阈值"概念,优化不同维修方式转移概率的表达式,将多个维修作业按照机会维修阈值进行归并,运用马尔可夫决策过程理论,给出不同维修方式转移概率的表达式和目标函数,并进行算例分析。结果表明:提出的优化模型减少了预防性维修活动,节约了维修工时和经费,可为系统预防性维修策略决策提供参考。

基于数值模拟的脉动风场对舰载机叶型性能的影响

针对航空发动机压气机平面亚声速叶栅这一研究对象,进行了以下研究工作:使用自回归法在采用Davenport谱的基础上得到脉动风速模拟的程序,描述了风的平均风速、脉动风速、功率谱特性与空间相关性;叶栅入口条件为平均风速等于均匀来流速度的亚声速脉动风,对平面叶栅进行非稳态模拟,得到叶栅的动态载荷等物理量变化情况,以及流场的流动状态变化情况,与均匀来流条件进行分析对比,得到脉动风条件下平面叶栅所受动态载荷的变化规律。探索出一套模拟脉动风流场的数学模型,对于舰载机叶型性能在复杂真实风力条件下的预测和计算提供了可行方法。

CVN-73航母空气尾流主动控制技术

为缓解甲板风引起的航母公鸡尾流对舰载机着舰安全的影响,提出了一种在航母尾部吹风的尾流主动控制技术。采用计算流体力学方法,分别计算了0°甲板风条件下原始工况和采用主动控制技术下的CVN-73航母尾部流场特性,并对比分析了不同吹风角度对尾流特性的影响。研究结果表明,随着吹风角度的增大,其对尾流中下洗气流的抑制作用先增强后减弱,当吹风角度为30°或45°时,其对下洗气流的抑制效果最佳,可将最大下洗速度减少为原来的1/2,有效改善了公鸡尾流环境,对舰载机的着舰安全性提升具有重要的意义。