飞翼布局气动方案优选和试验验证

提出综合考虑飞翼布局隐身性能和气动性能的平面形状特征参数,分析了方案优选中的约束关系.采用参数化方法构建了三维曲面模型,并将物面网格划分流程进行自动化封装,通过更改设计参数准确快速地得到新方案的物面网格.应用基于Euler方程的数值方法进行布局方案的气动性能计算分析,在重点方案的分析中加入黏性修正;应用高频近似方法估算方案的隐身性能.以巡航状态作为设计点,在隐身性能的约束下,应用分析-修正的方法完成了气动布局方案优选,并对最终选定的方案进行风洞试验验证,证明该方案有进一步研究的价值.

基于PRSEUS结构的翼身融合布局后机身结构优化设计

针对翼身融合布局民机的非圆形截面机身结构承载特征,美国波音公司和美国国家航空航天局(NASA)联合提出了拉挤杆缝合高效一体化结构(PRSEUS),以提高翼身融合布局飞机机身结构的承载效率及稳定性性能。为了深入研究翼身融合布局后机身结构设计及PRSEUS结构在后机身上的应用,本文建立了基于PRSEUS结构的翼身融合布局后机身结构高保真度数值分析模型。筛选出了针对翼身融合布局后机身的5种典型载荷工况作为评估后机身结构强度和刚度的输入条件。借鉴结构区域划分技术,开展了基于PRSEUS结构的翼身融合布局后机身结构优化方法研究,完成了基于分块的PRSEUS结构后机身结构优化设计,保证了后机身结构强度和刚度性能,并进一步减轻了结构重量。

基于铰接连杆的背撑式涡扇发动机减隔振分析

针对翼身融合布局背撑式发动机安装方式带来的发动机减振问题,本文对涡扇发动机铰接连杆安装的隔振与减振原理进行了理论和仿真分析。研究了三连杆铰接安装节的侧向刚度非线性特性。考虑铰链连杆的间隙连接,通过理论分析和有限元模拟对铰链摩擦阻尼矩进行了预测。进一步对背撑发动机安装系统的振动模态进行了有限元模拟,得到了发动机安装系统的主要振动耦合模态。结果表明,铰接连杆安装耦合了发动机轴向滚转与侧向平移自由度,通过低的侧向刚度实现发动机侧向隔振,同时铰链高的摩擦阻尼矩实现了系统的减振。本文的研究对涡扇发动机背撑式安装的减振分析提供了技术方法。

改进的准定常旋转坐标系阻尼动导数计算方法

阻尼动导数计算时,常常采用基于旋转参考坐标系的准定常计算方法,传统方法直接计算滚转阻尼动导数时,不能考虑速度相对旋转轴存在垂直分量的影响。本文对传统方法进行改进,通过将飞机的速度矢量分解为垂直于旋转轴和平行于旋转轴两个分量,以垂直于旋转轴的速度分量计算旋转半径并推算参考坐标系的旋转中心点,以平行于旋转轴的速度分量作为来流速度矢量计算气动力系数,通过计算不同角速度的气动力系数之差求得动导数。考虑DLR-F12和TCR两个标准模型的阻尼动导数,并与传统方法以及风洞试验数据进行对比,结果表明改进方法考虑了速度垂直分量对滚转阻尼动导数的影响,可推广至任意来流方向和旋转方向的阻尼动导数计算,相对于传统方法计算量减半,改进方法是有效的、准确的。

舰载无人作战飞机发展策略分析

以美国X-47系列无人作战飞机的发展为主线,介绍了美国海军舰载无人作战飞机从概念开始到首次试飞成功的发展历程。叙述了J-UCAS计划、UCAS-D计划的演变,分析了X-47系列无人作战飞机的布局变化过程及其变化原因,在此基础上提出了此类舰载无人作战飞机的发展策略及其设计要点。