超燃冲压发动机燃烧室准一维建模与分析

为了研究超燃冲压发动机燃烧室内气流变化规律,通过影响系数法,建立了超燃冲压发动机的准一维模型,该模型考虑了燃料质量添加、壁面传热、截面变化、壁面摩擦等影响因素,同时给出了燃烧室3种模态转换的边界条件。以单模块超燃冲压发动机为研究对象,仿真分析了超燃无激波模态和超燃斜激波模态下燃油当量比、攻角等参数对燃烧室气流参数的影响,结果表明,气流马赫数随当量比的增大、攻角的增大而减小。所建立的模型可为超燃冲压发动机总体设计及性能分析提供一种快速分析的手段。     

高超声速稀薄流球面气动热工程计算公式的建立

为了建立球面高超声速稀薄流气动热的工程算法,采用直接模拟蒙特卡罗法(DSMC)进行多种工况下的计算,对3种计算驻点气动热的工程算法进行考察,选取具有较高精度的实验数据相关法公式作为驻点热流计算依据,得到球面关于驻点的归一化热流值,分析来流及几何参数变化对归一化热流分布的影响,最后得到球面热流的工程计算公式.该公式克服了桥函数法在球面后半部分计算结果严重偏离DSMC方法预测结果的问题,具有较高的精度.     

涡轮发动机燃烧室非接触测量技术发展趋势

针对非接触测量技术在航空发动机燃烧室气动热力领域的发展及应用现状,对基于激光的先进光学诊断试验技术及其他非接触测量技术进行了综述。光学可视模型燃烧室试验件主要有旋流杯光学模型燃烧室和分区分级耦合燃烧室两大类,其设计需要考虑燃烧室本身特点、研发目标等问题;对于航空发动机燃烧室,LDV、PIV和HTV技术常用于流场速度的测量,LDV、PDPA和PLIF/Mie技术在气液两相流及雾化特性测量中发挥了重要的作用,CARS、TDLAS、PLIF和SRS技术广泛应用于燃烧场温度、组分浓度的测量。其他非接触测量技术如超声波测温法、辐射测温法、红外测温法等很好地弥补了光学测温存在的缺陷。未来非接触测量技术需要根据探测对象的要求和特点优势互补,以更好的满足未来航空发动机燃烧室对非接触测量的需要。     

发动机燃烧室壁上的积碳

对于驻点层流和与平板平行的层流中的富烃燃料类燃烧产物在燃烧室壁上的积碳进行了数值分析研究。采用求解耦合动量、能量和积碳传输方程的方法求出积碳的预计值。这些方程包括了积碳损耗的各种传输特性和热迁移传输(即沿温度梯度的质量转移)的影响。液体火箭发动机采用燃气发生器工作循环时燃烧室内壁上的瞬时积碳沉积率由于积碳层的热阻而明显减小。     

增阻式一维弹道修正机构设计与气动特性分析

为提高一维弹道修正弹修正能力,提出并设计一种新型的一维弹道修正机构。以旋转稳定弹为研究平台,在美式M2A1型105 mm口径榴弹上加装阻力修正机构,利用Adams和Fluent仿真软件对修正机构工作过程进行数值仿真,初步验证了该机构设计的可行性。研究结果表明：机构展开前后阻力系数比为2.2左右,动作一致性好,展开过程迅速且稳定可靠,满足对一维弹道修正能力的要求。可为一维弹道修正机构的进一步设计和实际应用提供帮助。     

发动机燃气舵气动特性研究

采用仿真方法对某种矩形燃气舵推力矢量装置的气动特性进行研究,得到不同舵片配置、不同舵偏角下多种工况流场仿真结果。分析表明,该燃气舵在0°～20°舵偏角范围内,产生的垂直控制力、水平控制力均随舵偏角的增大而增大,垂直控制力与舵偏角具有较高的单调线性度,水平控制力随着舵偏角的增大,变化梯度呈逐渐增大的趋势。     

提高涡扇发动机性能的技术

石川岛播磨重工业公司以战斗机用发动机性能规范为研究课题,研制了带加力燃烧室的涡扇发机(简称IHI-17)并进行了各种试验。同时对各主要部件进行了试制,取得了压气机和涡轮的3维气动设计、燃烧雾化喷射器、加力燃烧室和数字电子控制等方面的技术以及单晶轮叶片、粉末冶金涡轮盘、化学蚀削等新材料、新工艺。     

矩形绕流问题的分析解

构造了一种从圆柱绕流到矩形绕流的近似解析变换,给出了复势、复活速度、压力系数的表达式与典型算例,其结果对非圆截面气动性能的研究具有重要意义。     

几何结构对超燃冲压发动机气动性能的影响

在Ｍａ＝４、６、８飞行条件下进行了侧壁压缩型冲压发动机模型的试验。用一个简单模型研究了来流马赫数对气动性能的影响,实验结果表明,在Ｍａ＝６和Ｍａ＝８时压缩比不够高。为了提高压力比,在模型上附加了支柱、斜板等结构。结果表明,支柱可使某些区域的压力增高,但始终伴随着局部压力降低。对所试验的各种结构的气动系数进行研究后表明,采用这些结构改进使阻力系数增加１．３倍。应在适当位置用适当结构进行改进,同时还要考虑到燃烧的要求。     

回流燃烧室燃油雾化分析

为了研究弹用涡喷发动机燃烧室的雾化特性,采用Fluent软件对回流燃烧室进行热态数值模拟,用SIMPLE算法结合k-ε的湍流模型,燃烧模型使用涡耗散模型来分析和计算化学反应速度,得到了燃烧室内的燃油分布,燃油的雾化特性,燃油分布基本均匀,喷嘴雾化锥角偏大的结论。     

杆形头部弹气动性能实验研究:弹体的气动性能

本文为了着重分析弹体的气动特性,固定了杆形头部的几何外形。本文研究的弹体为倒截锥加圆柱和圆柱体两种。实验马赫数从1.53至4.0。给出了前阻、法向力及压心随马赫数或几何参数的变化曲线。通过实验数据及流场分析表明,气流经弹体钝面边缘产生的离心力及弹体表面上的旋涡流场决定了杆形头部弹的弹体气动性能明显地不同于流线型头部弹的弹体气动性能。     

制导兵器某些气动カ问题

结合多年的研究成果和经验，对与发展制导兵器密切相关的7个气动力问题：高升阻比气动布局与气动增程、多片翼布局及气动特性、鸭式布局导弹鸭舵滚转控制耦合与解耦、子母弹抛撒分离的气动干扰、非圆截面弹体的气动特性与雷达隐身特性、格栅翼的气动特性、横向喷流控制技术进行了分析和论述。指出对这7个问题还需进行更深入的研究。     

一种新型涵道飞行器的设计与气动特性研究

涵道飞行器可以悬停、垂直起降和前飞,且安全性高、结构紧凑、噪声低。针对涵道飞行器一般只能以直升机模式低速前飞,设计了一种能以飞机模式快速前飞的新型可倾转有翼微型涵道飞行器。该涵道飞行器设计固定机翼,且涵道外形设计综合考虑了低速飞行和快速飞行的性能要求。然后采用数值模拟和风洞实验的方法研究了它在不同飞行模式下的气动特性。研究结果表明：该新型微型涵道飞行器不仅可以悬停、垂直起降和以直升机模式低速前飞,而且能以飞机模式快速前飞涵道飞行器可以悬停、垂直起降和前飞,且安全性高、结构紧凑、噪声低。针对涵道飞行器一般只能以直升机模式低速前飞,设计了一种能以飞机模式快速前飞的新型可倾转有翼微型涵道飞行器。该涵道飞行器设计固定机翼,且涵道外形设计综合考虑了低速飞行和快速飞行的性能要求。然后采用数值模拟和风洞实验的方法研究了它在不同飞行模式下的气动特性。研究结果表明：该新型微型涵道飞行器不仅可以悬停、垂直起降和以直升机模式低速前飞,而且能以飞机模式快速前飞并在整个飞行包线中具有良好的气动特性。     

非对称变弹翼高速导弹气动特性计算与分析

通过不对称旋转左右弹翼的后掠角实现弹翼的不对称变化,利用飞行器快速计算软件Missile Datcom计算不同条件下导弹的气动参数.基于气动数据分析了后掠角非对称变化对升力、阻力、俯仰力矩及滚转力矩等气动特性的影响.通过分析可知,弹翼的不对称变形可显著的改变滚转力矩系数,将不对称变形的弹翼作为辅助控制机构,控制导弹的滚转运动,提高滚转运动的准确性和快速性.     

反坦克导弹气动布局研究

该文分析了反坦克导弹气动外形的设计准则,提出了反坦克导弹外形优化设计方法,建立了优化设计模型.     

气动加热对空空导弹内部电路的温度影响分析

空空导弹弹体尾部组件所处位置特殊,工作环境严酷,本文基于Flo THERM建立该组件的热仿真模型并进行计算分析,以明确气动加热对弹体内部电路的温度影响程度,为保证元器件留有足够的温升余量提供数据支撑。结果表明,受试产品内部电路的温升相对滞后,而壳体温度峰值时间为内部电路温升迅速变化的分界点,且随自主飞时间的延长温升越为显著。