【摘要】：艦載機在航母上起飛、著艦過程相對陸地上的起飛、降落更為復雜,其安全性備受重視。而艦船甲板氣流場特性對艦載機能否安全起降、發(fā)揮實際作戰(zhàn)效能起到了關鍵作用。風流過艦船甲板和島型建筑邊緣會引發(fā)復雜的隨風向變化的流場,對艦載機在船上和船體周圍的操作有很大影響;島式建筑物的不同形狀和布局會對附近的流場產(chǎn)生影響;同時,滑躍起飛的甲板艏部需要設計成具有上翹角的形式,艦艏部的氣流場受到的影響很明顯。在上述因素的影響下,可以看出甲板氣流場是航空母艦設計時需要解決的問題之一。本文針對航空母艦實際作業(yè)所面臨問題,對定常狀態(tài)下氣流場進行研究,針對固定翼艦載機的氣動要求,提出氣流場評估指標體系;借助氣流場評估指標體系和CFD數(shù)值計算,對一些航母氣流場數(shù)值計算的理論問題和一些總體設計要素對氣流場影響問題進行討論并得出相應結論。具體完成了如下工作:1、根據(jù)固定翼艦載機的飛行原理與起降特點,提出了固定翼艦載機起降對氣流場的要求;2、提出完整的航母氣流場評估模型,并通過實例計算,驗證了所提出的航母氣流場評估模型的有效性;3、提出并驗證在氣流場的研究與計算中,邊界層理論是不適用的;提出并驗證相似準數(shù)的研究是沒有意義的;給出了氣流場計算中計算域設置的建議;4、提出并驗證在各種工況下不同艦島形式對氣流場的影響;提出并驗證在航母氣流場中,桅桿對于降落航線部分會產(chǎn)生影響,不可忽略;提出并驗證在艦載機起降典型的三種工況下,中部舷臺對于氣流場影響較大。
【圖文】：

ＣＦＤ數(shù)值模擬研究的國家和機構主要還包括美海軍安納波利斯海軍學院，英國利物浦大逡逑學、南安普頓大學、克蘭菲爾德技術學院，以及西班牙、澳大利亞、加拿大等國的研究逡逑機構。通過對艦船氣流場的研究，可以確定安全起降飛行包絡，如圖１．１所示，以及指逡逑導艦載機起降作業(yè)，能夠支持艦船艦載機的相關設計，提高艦機適配性能。另外，艦船逡逑甲板氣流場數(shù)據(jù)還被運用在離線艦載機起降評估、飛行模擬器起降訓練等虛擬環(huán)境中，逡逑提高虛擬仿真的真實性。逡逑１逡逑

１．２．１．２縮比模型風洞測試或?qū)嵈Ｉ蠝y試逡逑上世紀６０年代，美國海軍開始對航母氣流場對艦載機艦面作業(yè)的影響逐漸關注，逡逑從ＣＶ６１邋“突擊者”號開始（圖１．２所示），對航母氣流場進行了實船測量，并作為美逡逑國海軍對多型航母進行風洞試驗的一種補充和驗證。實船測量是在實際氣流場環(huán)境中進逡逑行的，無需考慮相似性，測量數(shù)據(jù)誤差小，，測量條件不受限制，可靠度高。但是需要布逡逑置安裝成套的儀器設備以及專門的兵力配合，試驗航次期間艦船測量區(qū)域的其他作業(yè)往逡逑往無法進行，要進行較全面的數(shù)據(jù)采集其成本太高。所以實船測量不并適合作為主要的逡逑艦船氣流場研究方法，而應作為其他方法的一種補充和驗證手段。逡逑圖１．２海上實船氣流場測量逡逑風洞試驗是另一種較為廣泛的艦船氣流場研宄分析方法，如圖１．３所示，它是通過逡逑制作實際艦船的縮尺模型在大氣邊界層風洞中進行的，通過必要的手段產(chǎn)生與實際情況逡逑相似的風場，然后通過布置在模型表面及其周圍的試驗儀器測量風速、風壓等相關數(shù)據(jù)。逡逑該方法是對新船型氣流場特性研宄的首選；在進行在役艦船氣流場的研究和改進時
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U674.771

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本文編號：2687123