低可探測特征是現(xiàn)代及未來隱身飛機應具備的最主要特征之一。低可探測S彎噴管可大幅降低航空發(fā)動機排氣系統(tǒng)的紅外輻射強度和電磁散射信號,顯著增強飛機的隱身能力,因此,低可探測S彎噴管已成為目前備受關注的隱身技術之一。本文圍繞隱身飛機用排氣系統(tǒng),開展了低可探測S彎噴管型面設計方法、復雜流動機理、參數(shù)影響規(guī)律及其與發(fā)動機整機匹配性能評估技術研究。主要內容包括:1、根據(jù)低可探測S彎噴管的S彎構型、圓轉方截面過渡以及二元噴口的典型結構特征,提出了基于多參數(shù)耦合的變截面S彎噴管設計方法,建立了完全遮擋高溫渦輪部件的低可探測條件,實現(xiàn)了不同構型的低可探測S彎噴管設計。設計過程主要包括,噴管中心線變化規(guī)律設計、噴管沿程流通截面設計、完全遮擋渦輪的低可探測約束條件的建立以及噴管的型面生成。低可探測S彎噴管涉及到的可變幾何參數(shù)包括,中心線的曲線個數(shù)、各段S彎曲線的軸向長度、各段S彎曲線的縱向偏距、各S彎曲線的變化規(guī)律,各段S彎通道的出口面積及其變化規(guī)律、各段S彎通道的出口寬度及其變化規(guī)律、各段S彎通道的出口高度及其變化規(guī)律以及各段S彎通道的出口截面形狀參數(shù)及其變化規(guī)律。低可探測S彎噴管的完全遮擋高溫渦輪的低可... 

【文章來源】：西北工業(yè)大學陜西省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：162 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

F-117A戰(zhàn)斗轟炸機在隱身戰(zhàn)機計劃發(fā)展的同時，美國空軍也在發(fā)展可隱秘地穿透前蘇聯(lián)領空的全新型戰(zhàn)

B-2 隱身轟炸機及其發(fā)動機安裝在飛機上的結構簡圖如圖 1-2 和 1-3 所示。為了縮減雷達信號特征，機身采用飛翼布局設計[24]，無垂直尾翼，整機涂覆吸波材料，機身外部無任何武器掛架，發(fā)動機機艙隱埋在機翼中，發(fā)動機進氣道設計成 S 形以避免電磁波直接照射到發(fā)動機進口處的風扇。為了抑制紅外信號特征，埋入式的發(fā)動機機艙各裝備了 2 臺F118-110 非加力渦扇發(fā)動機，采用了彎數(shù)更多、彎度更大的 S 彎噴管以實現(xiàn)對發(fā)動機高溫渦輪出口端面以及噴管高溫壁面的有效遮擋，在進氣道內側配置狹長的輔助進氣道用來吸收不穩(wěn)定的邊界層氣流并降低發(fā)動機噴口外側的溫度，噴管外側布置了引射裝置以進一步降低噴管排氣溫度，飛機鋸齒狀的后緣可強化熱噴流與冷空氣的摻混。采用燃料添加劑和尾部導流系統(tǒng)消除凝結尾跡，以降低視覺信號特性。深埋在機身內部的發(fā)動機噪聲很小，可降低飛機的聲覺信號特征[5, 25]。

B-2 隱身轟炸機及其發(fā)動機安裝在飛機上的結構簡圖如圖 1-2 和 1-3 所示。為了縮減雷達信號特征，機身采用飛翼布局設計[24]，無垂直尾翼，整機涂覆吸波材料，機身外部無任何武器掛架，發(fā)動機機艙隱埋在機翼中，發(fā)動機進氣道設計成 S 形以避免電磁波直接照射到發(fā)動機進口處的風扇。為了抑制紅外信號特征，埋入式的發(fā)動機機艙各裝備了 2 臺F118-110 非加力渦扇發(fā)動機，采用了彎數(shù)更多、彎度更大的 S 彎噴管以實現(xiàn)對發(fā)動機高溫渦輪出口端面以及噴管高溫壁面的有效遮擋，在進氣道內側配置狹長的輔助進氣道用來吸收不穩(wěn)定的邊界層氣流并降低發(fā)動機噴口外側的溫度，噴管外側布置了引射裝置以進一步降低噴管排氣溫度，飛機鋸齒狀的后緣可強化熱噴流與冷空氣的摻混。采用燃料添加劑和尾部導流系統(tǒng)消除凝結尾跡，以降低視覺信號特性。深埋在機身內部的發(fā)動機噪聲很小，可降低飛機的聲覺信號特征[5, 25]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種雙Ｓ形二元排氣系統(tǒng)紅外特性的模型實驗[J]. 王丁,吉洪湖,盧浩浩,王浩.  航空動力學報. 2017(12)
[2]一種高推力和低紅外特征的雙S形二元排氣系統(tǒng)[J]. 王丁,吉洪湖,黃偉.  工程熱物理學報. 2017(09)
[3]不同形式噴管紅外抑制特性試驗研究[J]. 張勃,李經(jīng)警,袁帥,吉洪湖.  紅外與激光工程. 2017(04)
[4]反隱身預警雷達的發(fā)展動態(tài)與新技術[J]. 劉建言,艾俊強,王健.  電訊技術. 2017(02)
[5]波瓣混合器對雙S形二元排氣系統(tǒng)紅外特性的影響[J]. 王丁,吉洪湖,盧浩浩.  紅外與激光工程. 2017(02)
[6]美國自適應發(fā)動機研究的進展與啟示[J]. 孫明霞,梁春華.  航空發(fā)動機. 2017(01)
[7]截面變化類型對雙S形二元排氣系統(tǒng)性能的影響[J]. 王丁,吉洪湖,劉常春,王亞駿.  推進技術. 2017(01)
[8]隱身目標探測技術現(xiàn)狀與發(fā)展研究[J]. 甘杰,張杰.  現(xiàn)代雷達. 2016(08)
[9]LRS-B管窺美國新型遠程打擊轟炸機計劃[J]. 張有.  坦克裝甲車輛. 2016(12)
[10]B-21來了! 對美國空軍“遠程打擊轟炸機”的解析[J]. 費邊.  坦克裝甲車輛. 2016(08)

博士論文
[1]短/垂起降飛機用推進系統(tǒng)性能模擬及三軸承偏轉噴管設計技術研究[D]. 劉帥.西北工業(yè)大學 2016
[2]固定幾何氣動矢量噴管流動機理及性能評估技術研究[D]. 史經(jīng)緯.西北工業(yè)大學 2015

碩士論文
[1]超短擴壓進氣道設計方法與流動特性研究[D]. 李佳祎.國防科學技術大學 2013
[2]二元噴管出口寬高比和擴張段冷卻對紅外輻射特性的影響[D]. 吳博.南京航空航天大學 2012
[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 2009
[4]一種無人機S彎進氣道設計與氣動特性研究[D]. 馬高建.南京航空航天大學 2007



本文編號：3384058