本文關鍵詞：低速無人機發(fā)動機短艙設計與試驗方法研究

  更多相關文章： 發(fā)動機短艙 散熱器 散熱器風道 短艙外形 風洞試驗

【摘要】：低速無人機的發(fā)動機短艙包括短艙外罩、散熱器、風道等主要部件。短艙外罩一般配合機身型面一體設計,主要功能是包裹內部的發(fā)動機、散熱器、風道等部件,對對機身后方氣流進行整流;散熱器是最主要的冷卻部件,通常散熱器需要提供的散熱量大約是發(fā)動機輸出功率的一半,同時也會產生約全機阻力10%的附加阻力;由于散熱器都安裝在短艙內部,為保證把合適條件的冷卻氣流引向散熱器,就需要設計相應風道。低速無人機同時兼具高冷卻需求與大升阻比的特點,因此發(fā)動機短艙設計的關鍵就是在滿足冷卻性能的前提下有盡量小的附加阻力。本文主要研究內容是低速無人機發(fā)動機短艙的設計和試驗方法,包括散熱器風洞試驗方法、散熱器風道設計方法、短艙外形對比研究幾個主要部分。由于在散熱器流阻方程已知的情況下才能開展散熱器風道性能計算,而短艙外形又受散熱器風道進口位置與型式的影響,所以本文中的研究內容順序是先散熱器再風道再短艙外形,研究重點是各主要部件的減阻設計。一般的地面試驗方法很難保證散熱器流阻數據的測試精度,因此本文中論述了一種自己設計的風洞實驗方法,利用在散熱器前后方布置的多個皮托管測點,測出精確的散熱器流阻數據,并根據六分量天平測出的散熱器阻力數據與流阻數據之間的分析對比,證明了流阻數據的精確性。散熱器風道的進出口流場條件以及自身流阻特性都會影響通過散熱器的冷卻流量,同時會引起阻力變化。本文中通過理論計算方法,對比了幾種典型風道型式的阻力特性,最終結論是確定擴張型風道對減阻最有利。另外本文還通過試驗分析了風道進出口壓力對散熱器冷卻性能的影響,提出散熱器風道進出口設計的基本原則。發(fā)動機短艙外罩型式決定了短艙整體外形,在本文中通過數值仿真方法模擬幾種短艙外形的流場特性,同時通過風洞試驗方法測試了這幾種短艙外形的附加阻力,最終結論是短艙外形減阻設計的關鍵是盡量避免通過氣流的流動分離,并根據研究結論提出了短艙外形的優(yōu)化設計方案。本文較詳細地論述了低速無人機發(fā)動機短艙的一些設計和試驗方法,具有比較明確的工程應用價值,可以為類似的發(fā)動機短艙設計工作提供參考。
【關鍵詞】：發(fā)動機短艙 散熱器 散熱器風道 短艙外形 風洞試驗
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V279
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 研究背景8-10
• 1.2 國內外研究概況10-16
• 1.2.1 發(fā)動機短艙研究10-13
• 1.2.2 散熱器研究13-14
• 1.2.3 冷卻風道研究14-16
• 1.3 本文的主要研究內容16-17
• 第2章 散熱器流阻性能試驗方法與應用研究17-34
• 2.1 引言17
• 2.2 散熱器阻力性能測試方法研究17-28
• 2.2.1 試驗需求17-19
• 2.2.2 試驗目的19
• 2.2.3 被測對象與測試設備19-20
• 2.2.4 試驗方案20-21
• 2.2.5 測試數據分析21-28
• 2.3 散熱器綜合性能分析與應用28-33
• 2.3.1 散熱器性能數據分析28-30
• 2.3.2 散熱器應用30-33
• 2.4 本章小結33-34
• 第3章 散熱器風道設計方法與應用研究34-54
• 3.1 散熱器風道型式對比評估34-40
• 3.1.1 概述34
• 3.1.2 彎曲風道性能分析34-36
• 3.1.3 擴張型風道性能分析36-40
• 3.2 散熱器風道設計程序40-44
• 3.2.1 概述40-41
• 3.2.2 設計流程41
• 3.2.3 計算方法41-44
• 3.3 風道進口總壓影響分析44-49
• 3.3.1 風道進口總壓狀況44-46
• 3.3.2 散熱器冷卻性能46-47
• 3.3.3 風道進口優(yōu)化設計與驗證結果47-49
• 3.4 風道出口背壓影響分析49-53
• 3.4.1 風道背壓測試方案與數據分析49-51
• 3.4.2 降出口背壓優(yōu)化設計與驗證結果51-52
• 3.4.3 冷卻性能驗證試驗52-53
• 3.5 本章小結53-54
• 第4章 發(fā)動機短艙外形對比分析與試驗驗證54-72
• 4.1 短艙外形對比分析54-67
• 4.1.1 幾何模型54-55
• 4.1.2 數值模型55-59
• 4.1.3 計算方法59-60
• 4.1.4 邊界條件影響60-63
• 4.1.5 短艙進口影響63-64
• 4.1.6 短艙后方收縮角度影響64-65
• 4.1.7 短艙優(yōu)化設計方案65-67
• 4.2 短艙外形對比風洞試驗驗證67-71
• 4.2.1 試驗目的67
• 4.2.2 被測對象67
• 4.2.3 測試設備67
• 4.2.4 測試方法與內容67-68
• 4.2.5 測試數據分析68-71
• 4.3 本章小結71-72
• 結論72-73
• 參考文獻73-77
• 致謝77

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