喷气偏流板装置执行机构运动学研究

通过分析喷气偏流板装置运动执行机构的工作原理,建立了该机构的机构模型简图。针对该机构中双平面四连杆机构的末端执行元件,采用图解法分析该机构的运动虽然形象直观,但精度低而且耗费时间长。本文利用解析方法建立了喷气偏流板的角位移、角速度、角加速度的数学模型,并在VC6.0开发平台上进行了机构的运动学仿真。仿真结果表明,理论分析正确,可进一步为该机构的参数优化提供理论依据。

基于AMESim的喷气偏流板机械系统性能研究

介绍了美军MK7型喷气偏流板机械系统组成并给出其机构运动简图。在一定假设条件下,利用AMESim软件建立喷气偏流板装置机械系统的仿真模型,在一定输入下对喷气偏流板装置机械系统的运动和动力性能进行仿真分析。结果表明:MK7型喷气偏流板具有较好的运动和动力性能,但在承受舰载机尾焰喷射作用时的承力性能仍有改进空间。研究结果为喷气偏流板创新性设计提供参考。

喷气偏流板装置动力学分析及仿真

通过分析喷气偏流板装置执行机构的工作原理,建立了该机构连杆几何尺寸与运动角度参数的关系方程,研究了偏流板装置各构件解除约束后的受力状态,并建立了力学平衡方程,得出了偏流板装置驱动力计算公式,然后在MATLAB平台上进行了力学仿真。仿真结果验证了理论分析的正确性,可为后续该装备的液压系统设计提供理论参考依据。

基于改进复数矢量法的航母喷气偏流板装置运动分析

改进了平面机构运动分析的复数矢量法,并应用于航母喷气偏流板装置七杆执行机构的运动分析。介绍了复数矢量法并将其扩展,实现了利用复数表示矢量的点乘和叉乘,给出了基于改进复数矢量法推导航母喷气偏流板装置的运动方程,计算得出了解析解,在给定的结构参数下利用MATLAB对喷气偏流板装置进行计算得出了机构的运动线图,验证了基于改进复数矢量法进行机构运动分析的有效性与正确性。

带折角偏流板对超音速尾喷流的影响

[目的]为研究战斗机在起飞或地面试车时偏流板的自身性能要求及其对周围流场的影响,以发动机典型轴对称收扩喷管和带折角的偏流板为研究对象,[方法]基于Fluent软件,针对喷管出口截面与不同偏流板转轴水平距离、偏流板不同偏转角和不同折角情况,对尾喷流后的偏流板前、后流场进行数值模拟,分析偏流板表面热力学参数及其周围流场的分布。[结果]结果表明,偏流板与喷管出口的水平距离越远,偏转角越小,偏流板上的压力与温度就越小;而水平距离越远,偏转角越大,偏流板周围流场速度与温度越低,折角能有效加强偏流板对尾喷流的控制导向作用,增加偏流板后方的安全区域。[结论]计算结果对偏流板的研究和设计具有一定的指导意义。

一种射流式冷却挡焰板的气动设计与数值分析

[目的]目前,美、俄两国航空母舰的挡焰板均采用海水冷却系统,虽然水冷效果较好,但存在管路复杂、维修和维护不便等问题。因此,[方法]借鉴涡轮叶片气膜冷却的方式,利用气体射流可以带走和隔离发动机高温尾喷流的特点,提出不依赖冷却水的射流冷却式挡焰板方案。对挡焰板上形成冷却气膜的射流槽位置和开孔数进行研究,运用CFD方法对采用不同射流孔方案的挡焰板温度等指标进行计算,并对其冷却效果进行对比分析,以验证该方案的可行性。[结果]结果表明,射流冷却方式可将挡焰板上95%表面核心区的平均温度降至可接受的范围。[结论]该隔热冷却方式效果显著,可有效实现对挡焰板的热防护。所提设计方案和数值分析方法对新型挡焰板方案及冷却方式设计具有一定的借鉴作用。

舰载飞机发动机尾流场数值模拟

为了解舰载机在飞行甲板起飞时发动机尾喷流被喷气偏流板偏转后的流场分布情况,以国外某型舰载机和喷气偏流板为研究对象,采用三维雷诺平均Navier-Stokes方程、k-ε湍流模型和离散坐标模型(DO模型),借助计算流体动力学(CFD)技术对该舰载机起飞时的尾流场进行了三维数值模拟,空间上采用二阶迎风格式进行耦合求解,时间上采用显式Runge-Kutta方法进行迭代推进,直至流场收敛。结果表明:喷气偏流板对尾流场起到了很好的偏转作用,尾喷流对喷气偏流板背部区域的设备和人员几乎没有影响;尾流场中的高温高压气流主要分布在喷气偏流板与喷口之间的区域,在起飞作业过程中,舰面工作人员和设施要避免进入该区域。所得结果从理论上证明了该喷气偏流板的设计方案能满足舰载机起飞的需求。

基于射流冲击作用的舰机适配性数值分析与优化

准确分析和控制射流冲击对航母甲板环境的影响是新型喷气偏流板设计和布局的关键所在。为了确定射流冲击影响最小的偏流板布局,运用有限体积法,采用分区混合网格方案,结合雷诺时均纳维斯托克斯(RANS)方程和SST k-ω湍流模型对喷气偏流板在不同布局下的射流冲击效应进行三维数值模拟。选取舰载机双发动机全加力状态时喷气偏流板与发动机距离不同、喷气偏流板倾角不同共12种布局组合进行射流冲击效应的对比计算,计算结果显示了喷气偏流板各布局下的流场参数、传热特性、尾喷口温升、冲击力和力矩等分布规律。定性和定量分析了燃气射流冲击下温度场和速度场的危险区域,结果表明,偏流板与发动机距离5 m、偏流板倾角45°时的布局更有利于将燃气射流向上引导。在此基础上,基于倾角最小化原则及二次导流原理优化设计了一种导流隔热性能好、工作稳定性高的被动隔热式喷气偏流板装置。