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Multi-point airfoil optimization for axial-flow fan
1
作者 DUAN Haojie LIU Lei DAI Ren 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期469-474,共6页
Airfoil is the element of fan blade design. It is strongly anticipated to design a fan of ave- raged high performance over a wide operation range. Multi-point optimization design of airfoil for axial flow fan was prop... Airfoil is the element of fan blade design. It is strongly anticipated to design a fan of ave- raged high performance over a wide operation range. Multi-point optimization design of airfoil for axial flow fan was proposed over specific operation range. Weighted objective function of airfoil lift-drag ratio was constructed for several operation points around the designing one. Airfoil was defined by parametric B-spline curve of limited shape controlling points. Results show that normal standard airfoils have remained spaces to be optimized under specific operation conditions. Airfoil performance is sensitive to flow′s Reynolds number and cascade solidity. Predicting flow transition along airfoil profile is essential to search for optimized one. Optimized airfoil of wide operation range is possible to obtain with prescribed fitness function. Obtainments of multi-point optimization may be relatively lower at design point, but positive obtainments are achieved at off-design ones. Resulted airfoil is specially suitable for axial flow fans operating frequently at off-design point such as air condition coolers. 展开更多
关键词 multi-point optimization GEOMETRY DESCRIPTION lift-drag RATIO operation range AXIAL-FLOW fan
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短距起飞/垂直降落飞机升力系统研究进展
2
作者 沈勋 吴雄 +1 位作者 宋汉强 唐孟潇 《航空发动机》 北大核心 2024年第5期13-22,共10页
短距起飞/垂直降落(STOVL)升力系统是一种允许飞机在极短跑道甚至无跑道条件下起降的航空技术,提供了飞行器在受限空间和复杂环境中实施起降操作的能力,对军用和民用领域都有重要意义。尽管国际上对STOVL飞机的研究已有历史,但敏感或专... 短距起飞/垂直降落(STOVL)升力系统是一种允许飞机在极短跑道甚至无跑道条件下起降的航空技术,提供了飞行器在受限空间和复杂环境中实施起降操作的能力,对军用和民用领域都有重要意义。尽管国际上对STOVL飞机的研究已有历史,但敏感或专用技术的信息并未广泛共享。为深入探索STOVL飞机升力系统的关键技术、难点和发展方向,在全面分析和总结最新研究进展和技术挑战的基础上,针对该领域的研究进展进行综述,特别是针对F-35B飞机深入探讨了STOVL飞机升力系统的关键技术,包括升力风扇、三轴承矢量喷管和整机推进系统性能等。在此基础上总结归纳了国内外学者在复杂结构设计、动力系统建模、环境影响评估和性能优化等方面的研究,为STOVL飞机的研发与优化设计提供方向参考。 展开更多
关键词 短距起飞/垂直降落 F-35B 升力系统 升力风扇 三轴承矢量喷管 推进系统性能
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高海况下垫升风机轴承保持架磨损分析
3
作者 晏柳 黄亚军 +1 位作者 潘明 李君 《上海电气技术》 2024年第3期75-81,共7页
垫升风机是气垫船关键的动力设备,具有旋转速度快、吸收功率大的特点。垫升风机轴承提供径向支承,保证叶轮总成平稳运转。轴承在使用过程中,保持架会严重磨损,轴承可能失去承载能力。针对高海况下垫升风机轴承保持架磨损问题,建立垫升... 垫升风机是气垫船关键的动力设备,具有旋转速度快、吸收功率大的特点。垫升风机轴承提供径向支承,保证叶轮总成平稳运转。轴承在使用过程中,保持架会严重磨损,轴承可能失去承载能力。针对高海况下垫升风机轴承保持架磨损问题,建立垫升风机轴承动力学分析模型,通过仿真计算,进行垫升风机轴承处应力变形分析,确认保持架磨损的发生机理。通过与垫升风机轴承保持架实际磨损情况比较,验证仿真分析的有效性。 展开更多
关键词 垫升风机 轴承 保持架 磨损 分析
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玻璃纤维复合材料在某型气垫船垫升风机叶片上的应用研究
4
作者 姚灿 潘光奇 《船电技术》 2024年第3期70-73,共4页
气垫船通过垫升风机产生气流,经由围裙通道,向船底气室供气,依靠气垫产生的垫升压力以支撑船体悬浮于水面或地面航行,以此减小船体和接触面之间的阻力、大航速可调范围,使其具有极高的机动性。根据某型号气垫船用垫升风机的设计要求,针... 气垫船通过垫升风机产生气流,经由围裙通道,向船底气室供气,依靠气垫产生的垫升压力以支撑船体悬浮于水面或地面航行,以此减小船体和接触面之间的阻力、大航速可调范围,使其具有极高的机动性。根据某型号气垫船用垫升风机的设计要求,针对玻璃纤维复合材料叶片开展铺层设计、强度计算、模态计算及强度试验等方面进行了研究。研究表明:采用玻璃复合材料的叶片可以达到轻量化的要求,应力计算和模态计算结果均满足使用要求,使用过程中不会破坏也不会发生共振。通过强度试验验证在极限转速情况下最大应变值为2 747με,远小于材料的应变极限,叶片未发生破坏。 展开更多
关键词 垫升风机 叶片 轻量化 玻璃纤维
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涵道风扇升力系统的升阻特性试验研究 被引量:48
5
作者 李建波 高正 +1 位作者 唐正飞 陆洋 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期164-168,共5页
近几年出现了许多构形新颖的垂直起降无人飞行器 ,都以涵道风扇作为升力系统。为了研究涵道风扇系统的气动特性 ,尤其是在复杂流场中涵道本身的升阻特性 ,在 3 .4m× 2 .4m开口风洞中对涵道风扇进行了吹风试验。试验模型由直径 1 .5... 近几年出现了许多构形新颖的垂直起降无人飞行器 ,都以涵道风扇作为升力系统。为了研究涵道风扇系统的气动特性 ,尤其是在复杂流场中涵道本身的升阻特性 ,在 3 .4m× 2 .4m开口风洞中对涵道风扇进行了吹风试验。试验模型由直径 1 .5 0 m的可变距风扇系统和外径 1 .8m的圆筒状涵道组成。试验状态变量包括涵道高度、吹风速度、涵道前倾角和风扇桨距。试验结果表明 :涵道在前飞状态比悬停状态产生更大的升力 ,但这一优势却被涵道的较大阻力所排斥 ,因而涵道风扇如果用作升力系统 ,仅适用于强调悬停和低速飞行的飞行器。 展开更多
关键词 涵道风扇 升力系统 升阻特性 试验研究 飞行器 推力装置
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升力风扇垂直起降飞机阻力特性分析 被引量:9
6
作者 郑志成 周洲 +1 位作者 昌敏 王琛 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期6-10,共5页
结合升力风扇系统动量理论方程和固定翼飞机的升阻计算模型,建立了升力风扇垂直起降飞机升阻特性估算模型。通过该模型得到了升力风扇垂直起降飞机的典型阻力特性曲线,并分析了全机总体参数对于过渡态阻力峰值的影响关系,进而得到了关... 结合升力风扇系统动量理论方程和固定翼飞机的升阻计算模型,建立了升力风扇垂直起降飞机升阻特性估算模型。通过该模型得到了升力风扇垂直起降飞机的典型阻力特性曲线,并分析了全机总体参数对于过渡态阻力峰值的影响关系,进而得到了关于升力风扇垂直起降飞机总体布局设计的相关指导原则。 展开更多
关键词 升力风扇 垂直起降飞机 阻力特性 阻力凸峰 桨盘载荷 叶栅系统
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S/VTOL战斗机及其推进系统的技术研究 被引量:13
7
作者 索德军 梁春华 +2 位作者 张世福 刘静 孙明霞 《航空发动机》 2014年第4期7-13,共7页
短距起飞/垂直降落战斗机集固定翼和旋翼飞机的优势于一身,由于其出色的性能一直广受关注,但由于技术难度大,迄今为止,世界范围内仅有3型战斗机真正装备部队使用,分别是英国"鹞式"战斗机、前苏联雅克-38战斗机和美国F-35B战... 短距起飞/垂直降落战斗机集固定翼和旋翼飞机的优势于一身,由于其出色的性能一直广受关注,但由于技术难度大,迄今为止,世界范围内仅有3型战斗机真正装备部队使用,分别是英国"鹞式"战斗机、前苏联雅克-38战斗机和美国F-35B战斗机。按照短距起飞/垂直降落战斗机推进系统提供升力和推力的方式,将其推进系统分为共用型、组合型和复合型3种类型。介绍了3种短距起飞/垂直降落战斗机推进系统的工作原理、应用和发展,并分析了其优缺点,给出了推进系统研制发展的启示及建议。 展开更多
关键词 短距起飞 垂直降落 战斗机 推进系统 航空发动机 喷管 升力风扇
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垂直起降飞机设计中升力风扇估算模型分析 被引量:13
8
作者 郑志成 周洲 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2010年第3期21-23,共3页
参考涵道风扇动量理论模型,建立了针对垂直起降飞机总体设计中关于升力风扇的估算模型,并通过具体算例对其进行验证。对该估算模型进行理论分析,确定了升力风扇概念垂直起降飞机总体设计中关于升力风扇系统需要注意的问题。
关键词 升力风扇 动量理论 估算模型 模型分析
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S/VTOL战斗机用推力矢量喷管技术的发展及关键技术分析 被引量:9
9
作者 王占学 刘帅 周莉 《航空发动机》 2014年第4期1-6,共6页
S/VTOL(short/vertical take-off and landing)战斗机用推力矢量喷管是飞机实现短距起飞垂直降落,摆脱对跑道的依赖,减小航母的设计难度,及显著提高飞机机动性能的关键技术,已成为第4代战斗机和战斗机用航空发动机的设计标志。结合不同... S/VTOL(short/vertical take-off and landing)战斗机用推力矢量喷管是飞机实现短距起飞垂直降落,摆脱对跑道的依赖,减小航母的设计难度,及显著提高飞机机动性能的关键技术,已成为第4代战斗机和战斗机用航空发动机的设计标志。结合不同时期推力矢量喷管的特征和不同战斗机对推力矢量的技术要求,对短距起飞垂直降落战斗机用矢量喷管的结构特点、工作原理及发展状况进行了归纳及总结。详细提出了S/VTOL战斗机用推力矢量喷管的关键技术,并对开展S/VTOL战斗机用矢量喷管技术研究提出建议。 展开更多
关键词 推力矢量喷管 短距起飞 垂直降落 升力发动机 升力风扇 航空发动机
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升力风扇垂直起降飞机过渡态总体参数分析 被引量:3
10
作者 昌敏 周洲 郑志成 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期406-412,共7页
升力风扇垂直起降飞机属于一种特殊的固定翼飞行器,兼有直升机式的悬停状态、固定翼状态,以及特殊的过渡状态。在这三种状态下,两套升力部件(直接升力部件和气动升力部件)只共用一套动力源,使得动力源工作状态差异很大,导致各总体参数... 升力风扇垂直起降飞机属于一种特殊的固定翼飞行器,兼有直升机式的悬停状态、固定翼状态,以及特殊的过渡状态。在这三种状态下,两套升力部件(直接升力部件和气动升力部件)只共用一套动力源,使得动力源工作状态差异很大,导致各总体参数之间的匹配关系与常规固定翼飞机甚为不同。为此,基于螺旋桨动量理论推导了升力风扇垂直起降飞机全机升阻、功率特性的估算模型;并针对整个过渡过程,分析了各总体参数对过渡态功率、阻力特性的影响,进而得到各总体参数的合理匹配方法以满足减小"富余功率"和节省过渡阶段的燃油消耗量的设计要求,提高巡航经济性。所研究的成果能为升力风扇垂直起降飞机概念设计提供有效地指导原则。 展开更多
关键词 垂直起降飞机 升力风扇 过渡状态 悬停状态 固定翼状态 动量理论 阻力凸峰 富余功率
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旋翼/涵道/风扇升力系统的前飞气动特性 被引量:7
11
作者 孔卫红 陈仁良 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期571-576,共6页
旋翼/涵道/风扇组合构成的升力系统,是一种结构紧凑、新颖、操纵较简易的垂直起降飞行器的升力系统。由于旋翼和风扇、旋翼和涵道、风扇和涵道之间等存在相互气动干扰,尤其是在前飞状态下,涵道风扇同时受到旋翼尾流和前方来流的共同作用... 旋翼/涵道/风扇组合构成的升力系统,是一种结构紧凑、新颖、操纵较简易的垂直起降飞行器的升力系统。由于旋翼和风扇、旋翼和涵道、风扇和涵道之间等存在相互气动干扰,尤其是在前飞状态下,涵道风扇同时受到旋翼尾流和前方来流的共同作用,流场十分复杂,给该升力系统气动力的分析与预估带来很大困难。本文提出了一种确定旋翼/涵道/风扇组合升力系统气动力的理论分析方法,并通过理论与实验结果的比较,验证本文所述理论方法的有效性。 展开更多
关键词 旋翼 涵道 风扇 升力系统 气动特性
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风扇翼型气动性能的实验研究 被引量:4
12
作者 焦予秦 周瑞兴 +1 位作者 郗忠祥 金承信 《流体力学实验与测量》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期47-49,共3页
在西北工业大学NF-3风洞二元实验段内对两种风扇翼型的气动性能进行了对比实验研究,实验采用表面测压和尾排型阻测量技术。结果表明:在风扇的工作范围内,新设计的风扇翼型的升阻比要比传统的风扇翼型增大20%左右;通过两翼型翼面弦向压... 在西北工业大学NF-3风洞二元实验段内对两种风扇翼型的气动性能进行了对比实验研究,实验采用表面测压和尾排型阻测量技术。结果表明:在风扇的工作范围内,新设计的风扇翼型的升阻比要比传统的风扇翼型增大20%左右;通过两翼型翼面弦向压力分布特性的比较,可以推知,前者的气动噪声将会比后者小。 展开更多
关键词 风扇 翼型 气动性能 升阻比 噪声
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轴流式风机叶片用的高性能新翼型的试验研究 被引量:3
13
作者 席德科 张仲寅 +3 位作者 陆森林 杨青 刘卫平 毛洁琳 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 1996年第2期291-295,共5页
针对常用的轴流式风机,用计算流体力学(CFD)方法设计了7个高性能翼型,对其中3个进行了风洞试验,同时还选用风机原来经常采用的两个已有翼型CLARK-Y和RAF-6E进行对比试验。试验表明,新设计的翼型,其气动性能(... 针对常用的轴流式风机,用计算流体力学(CFD)方法设计了7个高性能翼型,对其中3个进行了风洞试验,同时还选用风机原来经常采用的两个已有翼型CLARK-Y和RAF-6E进行对比试验。试验表明,新设计的翼型,其气动性能(升阻比)高于对应的这两个翼型。因此,新翼型可供风机设计时采用,预计可以提高风机效率,节约能耗. 展开更多
关键词 翼型 升阻比 风力机
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非线性动态逆控制律在ASTOVL升力风扇 飞机侧向控制中的应用 被引量:1
14
作者 金爱娟 郭锁凤 宋德风 《电机与控制学报》 EI CSCD 2000年第4期239-242,246,共5页
对ASTOVL升力风扇飞机的侧向控制进行了研究,采用非线性动态逆控制律设计控制器,使复杂非线性强耦合的滚转、偏航、侧滑以及侧向速度等实现了线性化对消及解耦,从而使驾驶员易于操纵,进而可减少事故率。并对其进行了仿真,结... 对ASTOVL升力风扇飞机的侧向控制进行了研究,采用非线性动态逆控制律设计控制器,使复杂非线性强耦合的滚转、偏航、侧滑以及侧向速度等实现了线性化对消及解耦,从而使驾驶员易于操纵,进而可减少事故率。并对其进行了仿真,结果验证了其正确性和有效性。 展开更多
关键词 升力风扇发动机 飞机 倾向控制 非线性动态逆控制律
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F-35B对转升力风扇研究进展 被引量:4
15
作者 高丽敏 马驰 李瑞宇 《风机技术》 2017年第5期49-57,共9页
F-35B对转升力风扇对于提升国产舰载机的性能具有重要的参考价值,回顾了其发展历史以及围绕该种升力风扇开展的科学研究,强调了该种升力装置的特点和优势。在考虑地面效应对升力影响的前提下进行了初步的一维设计,认为总压比设计在2.3... F-35B对转升力风扇对于提升国产舰载机的性能具有重要的参考价值,回顾了其发展历史以及围绕该种升力风扇开展的科学研究,强调了该种升力装置的特点和优势。在考虑地面效应对升力影响的前提下进行了初步的一维设计,认为总压比设计在2.3时符合升力要求。重点介绍了短距/垂直起降飞机升力风扇的设计、非定常流动结构和稳定性等问题。对转风扇/压气机有关研究对对转升力风扇的研究具有借鉴意义。对转升力风扇研究中缺少实验研究和复杂流动结构机理不明等问题需引起重视。 展开更多
关键词 短距/垂直起降 对转升力风扇 一维设计 地面效应 升力损失 非定常流动
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基于关键结构特征的升力风扇结构布局方案设计 被引量:2
16
作者 徐雪 黄爱华 郭捷 《航空发动机》 2014年第4期14-19,共6页
为研究升力风扇的结构布局,并探索1种新结构布局方案设计方法,归纳了4项升力风扇结构布局的特别设计需求,由此引出4个方面关键结构特征,并基于结构特征的组合设计了多种各具特点的结构布局方案,最终通过多方案对比分析,从中选定双承力... 为研究升力风扇的结构布局,并探索1种新结构布局方案设计方法,归纳了4项升力风扇结构布局的特别设计需求,由此引出4个方面关键结构特征,并基于结构特征的组合设计了多种各具特点的结构布局方案,最终通过多方案对比分析,从中选定双承力机匣对转无静叶方案。设计结果表明:采用关键结构特征组合的方法有助于布局方案的创新设计,并能够形成系列化方案,从而为创新型项目的风险控制提供方案支持。 展开更多
关键词 升力风扇 结构布局 双转子 齿轮传动 航空发动机
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涵道风扇空气动力学特性分析 被引量:42
17
作者 李建波 高正 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期680-684,共5页
涵道风扇较同样直径的孤立风扇能产生更大的升力,且风扇环括在涵道内,既可阻挡风扇气动声向外传播,又结构紧凑、安全性高。以此为升力面和飞行操纵面可构造出多种小型垂直起降无人飞行器。该类无人飞行器在前飞时,涵道处于前方来流和风... 涵道风扇较同样直径的孤立风扇能产生更大的升力,且风扇环括在涵道内,既可阻挡风扇气动声向外传播,又结构紧凑、安全性高。以此为升力面和飞行操纵面可构造出多种小型垂直起降无人飞行器。该类无人飞行器在前飞时,涵道处于前方来流和风扇吸流的复杂气流中,其升力、阻力和俯仰力矩对整机的配平乃至稳定控制具有决定性影响。本文对涵道风扇风洞吹风测力试验结果进行了分析研究,并进而提出:前飞时涵道阻力较大,涵道风扇若作为升力装置仅适用于强调悬停和低速飞行性能的飞行器;此外,涵道风扇式飞行器在大速度前飞时,为了实现纵向配平,整机重心垂向位置需要高于涵道阻力作用中心。 展开更多
关键词 涵道风扇 空气动力学特性 升力 阻力 俯仰力矩I西6平
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ASTOVL升力风扇飞机的纵向控制系统研究 被引量:1
18
作者 金爱娟 郭锁凤 吴立浪 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期29-33,共5页
ASTOVL升力风扇飞机是多变量、强耦合、复杂的非线性系统 ,采用非线性动态逆理论设计控制律以实现系统的非线性对消及解耦 ,然后 ,采用线性系统的设计方法对系统进行设计 ,以使系统获得期望的飞行品质 .同时 ,考虑到ASTOVL升力风扇飞机... ASTOVL升力风扇飞机是多变量、强耦合、复杂的非线性系统 ,采用非线性动态逆理论设计控制律以实现系统的非线性对消及解耦 ,然后 ,采用线性系统的设计方法对系统进行设计 ,以使系统获得期望的飞行品质 .同时 ,考虑到ASTOVL升力风扇飞机是由气动舵面和推力矢量融合作用的 ,为了延缓各舵面进入饱和的时间 ,采用加权广义逆中的极小N -范数广义逆定理分配力矩指令 ,从而使各舵面达到适当的偏转角 .并将所设计的控制律进行了仿真 ,结果验证了所设计的动态逆控制律使系统实现了非线性对消和解耦 ,单个指令作用时 ,只有该项响应 ,其余不受影响 ;所有指令作用时 ,其结果就等于单个指令作用时的线性叠加 ,这样使驾驶员的操纵大大简化而易于控制 ,从而大大降低了飞行事故率 . 展开更多
关键词 推力矢量 非线性动态逆 广义逆 ASTOVL 升力风扇 纵向控制系统 飞机
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带升力风扇飞翼布局无人机过渡飞行气动特性研究 被引量:2
19
作者 张炜 张引妮 +1 位作者 蒋汉杰 李慧 《航空工程进展》 2014年第2期193-200,共8页
带升力风扇飞翼布局无人机除了具备飞翼机的优点外,还兼具短距/垂直起降功能,研究其过渡飞行阶段的气动特性是建立其飞行动力学模型的基础。对带升力风扇飞翼布局无人机的过渡飞行阶段进行气动仿真,分析升力、阻力和力矩随速度和迎角变... 带升力风扇飞翼布局无人机除了具备飞翼机的优点外,还兼具短距/垂直起降功能,研究其过渡飞行阶段的气动特性是建立其飞行动力学模型的基础。对带升力风扇飞翼布局无人机的过渡飞行阶段进行气动仿真,分析升力、阻力和力矩随速度和迎角变化的特性,并在某定常流下对该布局飞机的流动机理进行研究,针对气流分离提出控制方法。结果表明:来流速度增大时,升力值持续增大,阻力增加,低头力矩增大;在相同来流速度下,迎角增大,升力随之增加且外段翼是其升力的主要来源,阻力先减小后增大,较常规平飞状态下有较大的抬头力矩;控制气流分离的两种改进方法是有效可行的。 展开更多
关键词 升力风扇 飞翼布局 无人机 气动特性 流场 分离控制
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世界垂直起降动力装置的演进和展望 被引量:13
20
作者 田宝林 《航空发动机》 2003年第1期50-55,共6页
介绍了半个世纪以来世界垂直起降动力装置发展的概况,阐述了垂直起降动力装置的类型、演进情况并展望了其发展前景。
关键词 世界 垂直起降动力装置 升力发动机 升力风扇 螺浆旋翼 转喷口发动机
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