关节间隙对矢量喷管调节机构动态特性影响的数值仿真与验证

为研究飞机在不同飞行工况下关节间隙对矢量喷管运动调节机构动态特性的影响,采用第1类拉格朗日方程与混合接触力模型和LuGre摩擦模型相结合的方法,构建了考虑关节间隙和摩擦系数等特征的矢量喷管运动调节机构单叶动力学理论模型,进而构建了整体调节机构的运动学分析模型。结果表明:由于关节间隙的存在,在矢量喷管运动调节机构运动状态突然改变时,初始碰撞阶段调节片的位移几乎不受间隙碰撞的影响,但速度与加速度会产生剧烈且短暂的振动,振动大小受关节间隙影响较大,而间隙对平稳运动时的调节片运动精度几乎不产生影响;整机矢量喷管运动调节机构做收扩运动时,各关节产生的碰撞力几乎相同,做上下偏转运动时,C关节处产生的碰撞力最大,A关节处的受力次之,B和D关节处的受力最小。

球型收敛调节片喷管静态内性能数值研究

基于CFD数值计算软件,针对喉部宽高比为2.083的球型收敛调节片喷管,进行了矢量与非矢量状态下的内性能数值研究。考察了在不同俯仰和偏航矢量状态下,喷管推力系数、流量系数的变化及落压比对气动矢量角的影响。结果表明:俯仰和偏航两种矢量状态对喷管的推力系数、流量系数产生的影响都在3%以内。喷管的俯仰是通过同时转动上下扩张板来实现的,其与偏航作动相比表现出对性能更大的影响;另外发现在设计压比之前,气动俯仰角出现了随落压比先增大后减小的趋势,而设计压比之后渐渐趋于不变,基本和几何俯仰角相等,但落压比对气动偏航角却没有表现出太大的影响。

球形收敛调节片推力矢量喷管的发展

球形收敛调节片喷管(SCFN)是一种正在研制中的先进的轴对称/非轴对称混合式推力矢量喷管。简述了它的发展现状并总结了其结构特点,并指出,它是一种具有发展潜力的推力矢量喷管。

球面收敛调节片喷管RCS数值模拟研究

结合物理光学迭代法(IPO)和等效棱边电磁流法(EEC),自主开发了电大尺寸腔体电磁散射特性计算程序,并通过对某试验模型雷达散射截面积(RCS)进行计算,完成了程序的可靠性验证。利用该程序对带有电磁信号遮挡板且采用3种不同尾缘修形技术的球面收敛调节片矢量喷管(SCFN)进行了RCS数值模拟研究。结果表明:随着入射方位角的增大,喷管的RCS整体上有减小的趋势;喷管尾缘的修形只有在雷达波以较大方位角入射时对减小RCS效果明显;电磁信号遮挡板的存在很大程度上减弱了喷管的电磁信号特征。

涡扇发动机加力接通过程喷管延时调节影响研究

探索涡扇发动机加力过程中喷管喉部面积与加力供油量的匹配机理,寻找改善发动机加力特性的技术途径对发动机加力系统设计工作具有重要的意义。结合某型涡扇发动机加力供油时序、燃油填充时序和尾喷管面积调节规律,建立考虑加力燃烧室和外涵道动态容积效应的发动机加力接通与切断过程数学模型,进行涡扇发动机加力过程的特性计算,研究喷管喉部面积调节延迟对加力过渡过程的影响。结果表明:在加力接通过程中,喷管延迟调节对风扇稳定裕度和转速的影响不大于4%,对主机稳定裕度和转速的影响不大于1%;当喷管面积调节延迟或出现卡滞故障时,为了保证主机稳定工作,可适当减少加力供油量以改善喷管流通能力,提高安全稳定裕度;特殊情况下,则应继续增加主燃烧室供油量,以保证加力推力。

复杂形式球型收敛调节片喷管内流场计算及分析

为了分析复杂形式球型收敛调节片喷管(SCFN)三维内流场特性,对六角形和领结形的SCFN进行几何建模,并利用N-S方程和S-A模型,对两种喷管在不同落压比(NPR)下进行了内流场数值模拟.研究表明,计算结果与实验结果吻合较好;在此基础上,对两种喷管的流场特性及性能进行了比较分析.

非同轴喉栓式推力调节喷管性能影响因素分析

为了研究非同轴喉栓式推力调节喷管的性能影响因素和影响规律,文中建立了喉栓式喷管的等效喉部面积计算方法,通过数值模拟得到了喷管喉部型面、喉栓直径、喉栓型面、非同轴角度等因素的变化带来的影响。分析结果表明:喷管喉部型面和喉栓型面均采用直锥体形,更有利于推力的线性控制,非同轴角度的变化对调节性能几乎没有影响,但喉栓直径对调节影响较为显著,应在满足推力调节比的情况下,采用最合适的大小。

球型收敛调节片喷管红外特性数值研究

通过数值模拟的方法,研究了喉部宽高比、下俯和偏航矢量作动角等3个结构参数对球型收敛调节片喷管(SCFN)后半球红外辐射空间分布的影响规律。结果表明:①喉部宽高比的增大使得铅垂对称面内(zOx)的红外辐射得到很好的抑制,当二元喷管喉部宽高比达到3.5时,尾向0°方向的红外辐射强度相对于基准圆形喷口降低了17.6%,水平对称面(yOz)内部分探测角度则出现了红外辐射增强的现象;②喷管调节片下俯作动角在zOx对称面310°～350°范围以及偏航作动角在yOz对称面330°～350°范围,红外辐射强度呈现增强趋势,而在无矢量作动的对称面内,红外辐射强度则得到有效抑制。

射线追踪法在球面收敛调节片喷管RCS计算中的应用

结合射线追踪法的原理,利用自主开发的电磁散射特性计算程序,对具有不同尾缘修型的球面收敛调节片喷管进行了数值模拟计算,分别得到了不同喷管内部腔体散射场和喷管出口边缘绕射场的雷达散射截面积(RCS),并且通过计算获得了不同入射方位角上喷管腔体内壁面上的感应电流,通过对感应电流的分析,从本质上解释了RCS的变化规律.研究结果表明:对喷管出口尾缘所采用的修型措施在降低喷管出口边缘绕射场的RCS和改善喷管电磁隐身性能方面效果显著;相对于普通的遮挡算法,射线追踪法将计算周期缩短了21%以上,明显地提高了计算效率;利用感应电流的分析方法能够清晰直观地从本质上解释RCS的变化规律,并且具有较高的可靠性.