【摘要】：下一代戰(zhàn)機要求飛機裝備同時滿足高推力、低耗油率、高隱身、高機動的推進系統(tǒng)。變循環(huán)發(fā)動機是能夠滿足這些需求的新型發(fā)動機,且具有良好的適應性以及多用型,被認為是下一代戰(zhàn)機的理想動力方案。排氣系統(tǒng)是發(fā)動機的核心部件之一,而新型變循環(huán)發(fā)動機多采用非常規(guī)排氣系統(tǒng)。本文以自適應循環(huán)發(fā)動機高隱身排氣系統(tǒng)為研究對象,建立排氣系統(tǒng)模型,采用數值仿真軟件CFD,研究其流動特征,并初步探索推力矢量實現方案和飛/發(fā)一體化氣動性能。首先,以雙S彎二元收擴噴管(簡稱雙S彎噴管)為研究對象,考慮噴管隱身性能需求,建立單流路雙S彎噴管幾何模型,研究了10組不同幾何設計參數的雙S彎噴管流場結構以及氣動性能,通過對比分析氣動性能參數,選取一組綜合性能最好的模型作為最終單流路雙S彎基準噴管。并研究加力工況下,基準噴管面積調節(jié)規(guī)律,以及面積調節(jié)后,加力工況雙S彎噴管流場結構與性能變化。其次,由于自適應變循環(huán)發(fā)動機多模態(tài)工作特點,要求排氣系統(tǒng)也具備多流路流動特征,本文設計的雙S彎噴管具有雙流路工作狀態(tài),當自適應循環(huán)發(fā)動機處于三涵道模式工作時,排氣系統(tǒng)外涵道打開,此時,雙S彎噴管處于雙流路狀態(tài)。研究了基準雙S彎噴管幾何調節(jié)方案,以實現雙S彎噴管外涵道流路的開啟與面積調節(jié)。并計算雙流路狀態(tài)下,雙S彎噴管流場特征以及性能。在基準噴管以及面積調節(jié)的基礎上,研究了其實現飛機高機動性的推力矢量功能。雙S彎噴管由于其具有兩種工作模式:雙流路模式、單流路模式。在基礎單流路雙S彎噴管基礎上,對噴管擴張段進行調節(jié),研究單流路模式噴管可實現的推力矢量角范圍,同時,研究推力矢量作動下,對噴管流場結構以及氣動性能的影響。雙流路模式噴管作動后,核心流受外涵道氣流包裹,可降低噴管偏轉對核心氣流的影響,并開展了外涵道氣流對雙流路噴管推力矢量影響研究。研究表明,雙流路雙S彎噴管隨著幾何向下偏轉角的增大,核心流可能發(fā)生附體現象,此時噴管流量損失較大。最后,在飛/發(fā)一體化安裝原則指導下,完成雙S彎噴管安裝以及戰(zhàn)斗機模型的融合,分析不同飛行狀態(tài)下,排氣系統(tǒng)與飛機之間的相互干擾。在各種研究條件下,飛機與排氣系統(tǒng)之間的干擾在亞聲速工作時較大,超聲速工作時,干擾較小。
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南京航空航天大學碩士學位論文1.第一章 緒論.1 背景與意義進入 21 世紀，，隨著五代機相繼裝配空軍，如圖 1.1，美國[1]、日本、俄羅斯等國相繼開代機計劃，并對下一代戰(zhàn)機性能特征進行了描述，美國將第六代戰(zhàn)機性能總結為“5S”：行能力、超隱身能力、超感知能力、超打擊能力以及超協同能力。與現役最先進的第五代機性能相比，“5S”的性能需求對飛機在作戰(zhàn)方面要求更高。

圖1.3雙外涵道變循環(huán)發(fā)動機
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V218;V271.4

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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4 梁彩云;謝業(yè)平;李泳凡;施磊;;飛/發(fā)性能一體化技術在航空發(fā)動機設計中的應用[J];航空發(fā)動機;2015年03期

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相關碩士學位論文 前1條

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本文編號：2605642