本文歸納總結(jié)出一種超橢圓過渡的二元雙S彎噴管參數(shù)化設(shè)計(jì)方法,結(jié)合內(nèi)部高溫部件完全遮擋的低可探測法則,設(shè)計(jì)了一系列不同幾何參數(shù)的雙S彎噴管。研究了噴管偏距比S/D,長徑比L/D以及出口寬高比W/H對噴管氣動性能的影響,分析了這三個參數(shù)以及噴管入口溫度對二元雙S彎噴管紅外輻射特性的影響。其次,利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法,對二元雙S彎噴管進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化;最后,構(gòu)建了噴管與無人機(jī)整機(jī)的一體化模型,獲得了噴管類型、尾緣冷卻對噴管氣動性能和無人機(jī)后半球紅外輻射特性的影響。主要結(jié)論如下:1.第一段S彎曲面拐點(diǎn)處和第二段S彎曲面拐點(diǎn)處均存在著局部高速區(qū),在噴管長度較短時（L/D=3）,通道內(nèi)氣流存在明顯回流區(qū),造成大量氣動損失;總壓恢復(fù)系數(shù)和推力系數(shù)隨偏距比增加呈現(xiàn)出先增大后減小的變化規(guī)律,S/D=0.25的噴管推力系數(shù)相比S/D=0和S/D=1的噴管分別增加了5.6%和15.2%,隨長徑比增加呈現(xiàn)出先急劇增加后趨于平緩的變化規(guī)律,當(dāng)長徑比增加到3.5以上,總壓恢復(fù)系數(shù)和推力系數(shù)基本不變,變化幅度均不超過0.5%;噴管出口存在渦對,隨著寬高比增加,渦對影響范圍逐漸減小,但是摩擦損失增加,存在最佳噴管出... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

遮擋渦輪示意圖

低可探測雙 S 彎噴管氣動和紅外輻射特性研究美國《國防部空間科學(xué)與技術(shù)戰(zhàn)略》政府文件中就明確指出超級隱身性能是第六代戰(zhàn)斗機(jī)的基本要求。早在上個世紀(jì) 70 年代，美國為研究新的隱身飛行器，開始大量研究與驗(yàn)證航空發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)隱身技術(shù)，其研究成果已成功應(yīng)用于 X-47B，B-2，F(xiàn)-22 等飛機(jī)型號上，如圖 1.所示。目前技術(shù)較為成熟并已經(jīng)應(yīng)用到航空發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)紅外隱身技術(shù)主要包括[8],[9]：1)采用渦扇發(fā)動機(jī)代替渦噴發(fā)動機(jī)，降低排氣溫度；2)采用非軸對稱噴管；3)采用壁面冷卻措施；4)采用遮擋技術(shù)和遮擋結(jié)構(gòu)。

南京航空航天大學(xué)全日制專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文熱排氣、環(huán)境冷氣的混合，降低了發(fā)動機(jī)渦輪后的排氣溫度、縮減了噴流核心區(qū)長度。.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外的 S 彎隱身噴管技術(shù)發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟，已形成完整成熟的設(shè)計(jì)方法，并且經(jīng)過了的驗(yàn)證。Gridley等人[14]在1996年提出了21世紀(jì)的戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)氣和排氣的結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)前中提出了 S 彎排氣噴管的構(gòu)想。美國自 1998 年開始的 HEETE(Highly Efficient Embedrbine Engine)計(jì)劃提出了智能發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)，對發(fā)動機(jī)前、后這兩個重點(diǎn)特征方向的全隱身圖 1.3 所示，S 彎的進(jìn)氣道和 S 彎的二元矢量噴管完全不同于以往發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)上分析，S 彎的排氣通道可以完全屏蔽發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)內(nèi)部高溫部件向飛機(jī)后向傳遞射能量，提高其隱身能力。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]無人機(jī)紅外輻射建模與圖像仿真[J]. 劉連偉,楊淼淼,鄒前進(jìn),姚梅,王敏,許振領(lǐng).  紅外與激光工程. 2017(06)
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[3]小偏距S彎二元噴管的紅外輻射特性數(shù)值分析[J]. 于明飛,吉洪湖,李寧,王浩,斯仁,劉健.  航空動力學(xué)報. 2015(09)
[4]出口形式對雙S彎排氣系統(tǒng)紅外特性影響研究[J]. 高翔,楊青真,施永強(qiáng),王赟,楊惠成.  紅外與激光工程. 2015(06)
[5]并列雙發(fā)三維非對稱多S彎噴管參數(shù)化設(shè)計(jì)方法[J]. 衛(wèi)永斌,艾俊強(qiáng).  航空動力學(xué)報. 2015(02)
[6]復(fù)雜變截面S形噴管氣動設(shè)計(jì)與紅外輻射特性研究[J]. 余斌,李翔,楊青真,萬芩.  教練機(jī). 2014(03)
[7]雙S彎噴管流動特性及紅外輻射特性分析[J]. 章葉川,王占學(xué),史經(jīng)緯,方立,孔德英.  航空動力學(xué)報. 2013(11)
[8]一種雙S彎二元噴管的紅外輻射特性數(shù)值研究[J]. 劉常春,吉洪湖,黃偉,楊芳芳.  航空動力學(xué)報. 2013(07)
[9]背景輻射下的無人機(jī)紅外輻射特征仿真研究[J]. 徐頂國,桑建華,羅明東.  激光與紅外. 2013(06)
[10]無人機(jī)對輻射源定位方法精度分析與控制策略[J]. 陳知秋,羅建軍,彭新潮,張劍波.  測控技術(shù). 2012(04)

博士論文
[1]飛行器紅外輻射特征及發(fā)動機(jī)艙蒙皮降溫規(guī)律研究[D]. 王杏濤.南京航空航天大學(xué) 2015

碩士論文
[1]二元矢量塞式噴管塞錐表面冷卻特性研究[D]. 征建生.南京航空航天大學(xué) 2017
[2]固定幾何二元噴管流動控制與紅外輻射特性數(shù)值研究[D]. 季靖遠(yuǎn).南京航空航天大學(xué) 2016
[3]S彎通道單邊膨脹噴管氣動和紅外特性數(shù)值研究[D]. 楊承宇.南京航空航天大學(xué) 2009
[4]一種無人機(jī)S彎進(jìn)氣道設(shè)計(jì)與氣動特性研究[D]. 馬高建.南京航空航天大學(xué) 2007



本文編號：3283853