發(fā)布時間：2020-05-10 06:59

【摘要】：為了解決火箭橇-阻力傘系統(tǒng)的試驗數(shù)據(jù)分析等工程實際問題。本文采用理論分析和數(shù)值方法,研究了火箭橇-阻力傘系統(tǒng)的力學特性和流場特性,分析了火箭橇試驗條件下阻力傘阻力性能試驗值與設計值差異的原因,并提出了火箭橇-阻力傘系統(tǒng)試驗數(shù)據(jù)的修正理論和計算方法。主要工作和結論如下:(1)阻力傘的數(shù)值風洞計算和火箭橇-阻力傘系統(tǒng)的試驗數(shù)據(jù)分析。獲得了在洞壁干擾修正條件下的阻力傘性能參數(shù)。同時,針對火箭橇-阻力傘系統(tǒng)的原始試驗數(shù)據(jù),采用非等距二階有限差分法,獲得了火箭橇的運動速度和加速度。分析了試驗數(shù)據(jù)中速度、加速度、拉力以及時間等物理量之間的關系。(2)數(shù)值研究了火箭橇和飛機的流場特性,利用數(shù)值模擬獲得的火箭橇氣動力,結合試驗數(shù)據(jù),建立了非定常、高速滑行試驗條件下火箭橇系統(tǒng)的摩擦力分析與計算方法。在火箭橇的典型試驗條件下(運動速度60~90m/s),火箭橇尾流場存在明顯的氣流下洗現(xiàn)象,火箭橇的尾流場特性、氣動升力系數(shù)和氣動阻力系數(shù)受來流速度的影響較小。在著陸滑行過程中,火箭橇尾流場的速度和壓力分布與單垂尾飛機尾流場的速度和壓力分布具有較好的相似性。此外,研究還發(fā)現(xiàn)相對滑動速度對摩擦因數(shù)仍存在較大影響:隨著相對滑動速度的增大,摩擦因數(shù)減小。(3)利用質量阻尼彈簧模型方法(MSD方法)模擬了風洞試驗工況、遠場邊界工況和火箭橇試驗工況下的雙傘充滿外形,并詳細研究了在這些工況下的阻力傘流場特性。此外,基于任意拉格朗日-歐拉方法(ALE方法)對遠場邊界工況下單、雙傘的充氣過程進行了數(shù)值模擬。研究表明,風洞試驗工況和遠場邊界工況下,MSD方法和ALE方法得到的阻力傘充滿外形幾乎一致。在風洞試驗條件下,單、雙傘的阻力系數(shù)數(shù)值模擬值與試驗值均吻合較好。與風洞試驗工況和遠場邊界工況不同的是,火箭橇試驗工況下,阻力傘系統(tǒng)會受到火箭橇尾流的氣流下洗影響。(4)揭示了火箭橇的非定常運動和尾流場的動壓損失是造成阻力傘阻力性能試驗值與設計值產生差異的主要原因,并給出了試驗數(shù)據(jù)修正理論及計算方法。對比分析了火箭橇-阻力傘系統(tǒng)的流場和遠場邊界的阻力傘流場,并結合試驗數(shù)據(jù),定量分析了非定常因素和動壓損失對阻力傘阻力性能的影響,進而給出了基于火箭橇試驗的阻力傘阻力性能修正計算方法。結果表明該修正理論和計算方法能夠較好的反映阻力傘的阻力性能。
【圖文】：

依據(jù)降落傘適用對象的不同，可細分為阻力傘、救生傘、傘兵傘、投物傘以及回收傘等，如圖1.1 所示。(a) F-16A 戰(zhàn)斗機的阻力傘 (b) 空降兵用傘(c)重裝空投與航天回收用傘圖 1. 1 降落傘的應用

在美國俄亥俄州的麥庫克機場，，一具人用傘第的阻力傘使用記錄。1933 年，德國研究了阻力傘輔助出了帶條傘[4]。隨著飛機飛行速度的大幅提高，減速的氣動減速性能，特別是在潮濕跑道、結冰跑道以及尤為突出。因此，阻力傘由原來設定的應急裝置，發(fā)且阻力傘的結構形狀多樣[5]，如圖 1.2 所示。阻力傘要對阻力傘的工作性能深入研究分析。”戰(zhàn)斗機 (b) Mikoyan M
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：V216.8

【參考文獻】

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1 高樹義;戈嗣誠;梁艷;;火星盤縫帶傘跨聲速風洞試驗研究[J];中國空間科學技術;2015年04期

2 馬曉冬;郭銳;劉榮忠;呂勝濤;;渦環(huán)旋轉傘流固耦合特性分析[J];國防科技大學學報;2015年01期

3 王宇;劉凱;孫利清;李侃;陳朗;;高能固體發(fā)動機火箭橇試驗及數(shù)值模擬[J];固體火箭技術;2014年06期

4 李堯堯;姜春蘭;;阻力傘-靈巧子彈系統(tǒng)氣動及穩(wěn)定性研究[J];北京理工大學學報;2014年08期

5 黨峰;范坤;謝波濤;夏洪利;;箭橇一體化設計方法研究[J];測試技術學報;2014年01期

6 張宏達;張濟民;韓超;葉桃紅;;大渦模擬研究鈍體有旋流流場的擬序結構[J];航空學報;2014年07期

7 連亮;王中陽;張紅英;秦福德;李方;;基于ALE方法的群傘穩(wěn)降階段的數(shù)值模擬[J];航天返回與遙感;2014年01期

8 馬曉冬;劉榮忠;郭銳;張俊;;渦環(huán)旋轉傘系統(tǒng)開傘充氣過程仿真研究[J];航天返回與遙感;2013年02期

9 高興龍;高慶玉;張青斌;唐乾剛;;基于ALE方法的開縫降落傘充氣過程研究[J];航天返回與遙感;2013年01期

10 韓雅慧;楊春信;徐曉東;;十字傘傘群的多節(jié)點靜力學模型和氣動力特性計算[J];航空動力學報;2012年04期

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1 馬曉冬;傘降末敏子彈動力學特性研究[D];南京理工大學;2016年

2 王健;高速火箭橇—軌道系統(tǒng)耦合動力學研究[D];南京理工大學;2011年

3 殷克功;末敏子彈運動特性分析研究[D];南京理工大學;2009年

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1 鄒偉紅;火箭滑橇空氣動力的數(shù)值模擬[D];南京理工大學;2008年

本文編號：2656928