新型双喉道气动矢量喷管机理与关键技术研究
发布时间：2022-05-08 15:54
推力矢量技术是当前第五代战斗机的一项基本要求。气动矢量喷管作为未来推力矢量的实现方案已得到广泛研究。但是已有的气动矢量喷管方案均要消耗高/低压二次流，从而会影响发动机的总体气动性能。本文在常规双喉道气动矢量喷管的基础上，进一步研究了课题组提出的一种新型双喉道气动矢量喷管，使喷管在产生有效推力矢量角的同时，不需要从发动机引气，保证了喷管整体的工作性能。本文对该新型双喉道气动矢量喷管的机理与关键技术开展了系统的数值仿真、优化设计及实验研究。基于优化设计后的新型双喉道气动矢量喷管的矢量性能，在落压比2至10的工作范围内，无论是推力矢量角还是矢量效率均比现有的研究结果有明显提高。特别在高落压比下（NPR=10时），推力矢量角仍达到了21.3°。在动态数值模拟中，首次发现双喉道气动矢量喷管在起动时会先产生一个负向的推力矢量角，其最大值约为喷管正向最大推力矢量角度的60%，且该过程非常迅速，矢量角变化率达到了8°/ms。容腔效应的研究结果表明：喷管矢量角的动态反应速率与喷管的几何尺度密切相关。为了减少喷管在各矢量状态下对发动机流量的影响，满足在发动机加力状态下需要增加约30%的通流流量的要求，设计...
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
注释表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国外研究现状
1.3 国内研究现状
1.4 本文主要工作
第二章 新型双喉道气动矢量喷管气动特性研究
2.1 新型双喉道气动矢量喷管概况
2.2 二维几何模型尺寸的确定
2.3 数值计算方法及其验证
2.4 二元构型的新型双喉道气动矢量喷管气动特性
2.4.1 计算网格及边界条件
2.4.2 不同喷管落压比情况
2.4.3 不同喷管进口总温情况
2.5 轴对称构型的新型双喉道气动矢量喷管气动特性
2.5.1 算例模型
2.5.2 计算结果与分析
2.6 本章小结
第三章 双喉道气动矢量喷管容腔效应
3.1 数值模拟方法
3.2 计算结果及分析
3.3 本章小结
第四章 新型双喉道气动矢量喷管对发动机流量影响的分析
4.1 无矢量状态下，喷管对发动机流量的影响
4.2 最大矢量状态下，喷管对发动机流量的影响
4.3 矢量调节状态下，喷管对发动机流量的影响
4.4 本章小结
第五章 新型双喉道气动矢量喷管流量调节方案研究
5.1 几何模型及数值模拟方法
5.2 计算结果及分析
5.3 本章小结
第六章 新型双喉道气动矢量喷管过渡态下动态响应特性研究
6.1 矢量起动过程
6.2 矢量关闭过程
6.3 本章小结
第七章 新型双喉道气动矢量喷管的静/动态实验
7.1 实验总体方案
7.2 实验结果与分析
7.2.1 NPR=3 静态实验结果与分析
7.2.2 NPR=3 动态实验结果与分析
7.2.3 NPR=5 静态实验结果与分析
7.2.4 NPR=5 动态实验结果与分析
7.2.5 NPR=10 静态实验结果与分析
7.2.6 NPR=10 动态实验结果与分析
7.3 本章小结
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]扩张段注气对扩张型双喉道喷管起动的影响研究[J]. 王健,额日其太. 航空工程进展. 2011(03)
[2]扩张型双喉道喷管的流动特性和起动方法[J]. 额日其太,邓双国,李家军. 北京航空航天大学学报. 2011(03)
[3]A Computational Study of Thrust Vectoring Control Using Dual Throat Nozzle[J]. Choon Sik Shin,Heuy Dong Kim,Toshiaki Setoguchi,Shigeru Matsuo. Journal of Thermal Science. 2010(06)
[4]轴对称双喉道流体控制矢量喷管三维数值模拟[J]. 卿太木,廖华琳,朱川. 燃气涡轮试验与研究. 2009(03)
[5]双喉道推力矢量喷管的内流特性研究[J]. 汪明生,杨平. 推进技术. 2008(05)
[6]二元双喉道射流推力矢量喷管的数值模拟研究[J]. 谭慧俊,陈智. 航空动力学报. 2007(10)
[7]矢量推力喷流对飞行器气动载荷影响的研究[J]. 宋科,李栋,乔志德. 航空计算技术. 2005(03)
硕士论文
[1]一种矢量增强型双喉道射流矢量喷管的数值模拟及实验验证研究[D]. 周慧晨.南京航空航天大学 2009
本文编号：3651941
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
注释表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国外研究现状
1.3 国内研究现状
1.4 本文主要工作
第二章 新型双喉道气动矢量喷管气动特性研究
2.1 新型双喉道气动矢量喷管概况
2.2 二维几何模型尺寸的确定
2.3 数值计算方法及其验证
2.4 二元构型的新型双喉道气动矢量喷管气动特性
2.4.1 计算网格及边界条件
2.4.2 不同喷管落压比情况
2.4.3 不同喷管进口总温情况
2.5 轴对称构型的新型双喉道气动矢量喷管气动特性
2.5.1 算例模型
2.5.2 计算结果与分析
2.6 本章小结
第三章 双喉道气动矢量喷管容腔效应
3.1 数值模拟方法
3.2 计算结果及分析
3.3 本章小结
第四章 新型双喉道气动矢量喷管对发动机流量影响的分析
4.1 无矢量状态下，喷管对发动机流量的影响
4.2 最大矢量状态下，喷管对发动机流量的影响
4.3 矢量调节状态下，喷管对发动机流量的影响
4.4 本章小结
第五章 新型双喉道气动矢量喷管流量调节方案研究
5.1 几何模型及数值模拟方法
5.2 计算结果及分析
5.3 本章小结
第六章 新型双喉道气动矢量喷管过渡态下动态响应特性研究
6.1 矢量起动过程
6.2 矢量关闭过程
6.3 本章小结
第七章 新型双喉道气动矢量喷管的静/动态实验
7.1 实验总体方案
7.2 实验结果与分析
7.2.1 NPR=3 静态实验结果与分析
7.2.2 NPR=3 动态实验结果与分析
7.2.3 NPR=5 静态实验结果与分析
7.2.4 NPR=5 动态实验结果与分析
7.2.5 NPR=10 静态实验结果与分析
7.2.6 NPR=10 动态实验结果与分析
7.3 本章小结
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]扩张段注气对扩张型双喉道喷管起动的影响研究[J]. 王健,额日其太. 航空工程进展. 2011(03)
[2]扩张型双喉道喷管的流动特性和起动方法[J]. 额日其太,邓双国,李家军. 北京航空航天大学学报. 2011(03)
[3]A Computational Study of Thrust Vectoring Control Using Dual Throat Nozzle[J]. Choon Sik Shin,Heuy Dong Kim,Toshiaki Setoguchi,Shigeru Matsuo. Journal of Thermal Science. 2010(06)
[4]轴对称双喉道流体控制矢量喷管三维数值模拟[J]. 卿太木,廖华琳,朱川. 燃气涡轮试验与研究. 2009(03)
[5]双喉道推力矢量喷管的内流特性研究[J]. 汪明生,杨平. 推进技术. 2008(05)
[6]二元双喉道射流推力矢量喷管的数值模拟研究[J]. 谭慧俊,陈智. 航空动力学报. 2007(10)
[7]矢量推力喷流对飞行器气动载荷影响的研究[J]. 宋科,李栋,乔志德. 航空计算技术. 2005(03)
硕士论文
[1]一种矢量增强型双喉道射流矢量喷管的数值模拟及实验验证研究[D]. 周慧晨.南京航空航天大学 2009
本文编号：3651941
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3651941.html
