推力矢量技術(shù)是當(dāng)前第五代戰(zhàn)斗機的一項基本要求。氣動矢量噴管作為未來推力矢量的實現(xiàn)方案已得到廣泛研究。但是已有的氣動矢量噴管方案均要消耗高/低壓二次流，從而會影響發(fā)動機的總體氣動性能。本文在常規(guī)雙喉道氣動矢量噴管的基礎(chǔ)上，進一步研究了課題組提出的一種新型雙喉道氣動矢量噴管，使噴管在產(chǎn)生有效推力矢量角的同時，不需要從發(fā)動機引氣，保證了噴管整體的工作性能。本文對該新型雙喉道氣動矢量噴管的機理與關(guān)鍵技術(shù)開展了系統(tǒng)的數(shù)值仿真、優(yōu)化設(shè)計及實驗研究。基于優(yōu)化設(shè)計后的新型雙喉道氣動矢量噴管的矢量性能，在落壓比2至10的工作范圍內(nèi)，無論是推力矢量角還是矢量效率均比現(xiàn)有的研究結(jié)果有明顯提高。特別在高落壓比下（NPR=10時），推力矢量角仍達到了21.3°。在動態(tài)數(shù)值模擬中，首次發(fā)現(xiàn)雙喉道氣動矢量噴管在起動時會先產(chǎn)生一個負向的推力矢量角，其最大值約為噴管正向最大推力矢量角度的60%，且該過程非常迅速，矢量角變化率達到了8°/ms。容腔效應(yīng)的研究結(jié)果表明：噴管矢量角的動態(tài)反應(yīng)速率與噴管的幾何尺度密切相關(guān)。為了減少噴管在各矢量狀態(tài)下對發(fā)動機流量的影響，滿足在發(fā)動機加力狀態(tài)下需要增加約30%的通流流量的要求，設(shè)計... 

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
注釋表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國外研究現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要工作
第二章 新型雙喉道氣動矢量噴管氣動特性研究
    2.1 新型雙喉道氣動矢量噴管概況
    2.2 二維幾何模型尺寸的確定
    2.3 數(shù)值計算方法及其驗證
    2.4 二元構(gòu)型的新型雙喉道氣動矢量噴管氣動特性
        2.4.1 計算網(wǎng)格及邊界條件
        2.4.2 不同噴管落壓比情況
        2.4.3 不同噴管進口總溫情況
    2.5 軸對稱構(gòu)型的新型雙喉道氣動矢量噴管氣動特性
        2.5.1 算例模型
        2.5.2 計算結(jié)果與分析
    2.6 本章小結(jié)
第三章 雙喉道氣動矢量噴管容腔效應(yīng)
    3.1 數(shù)值模擬方法
    3.2 計算結(jié)果及分析
    3.3 本章小結(jié)
第四章 新型雙喉道氣動矢量噴管對發(fā)動機流量影響的分析
    4.1 無矢量狀態(tài)下，噴管對發(fā)動機流量的影響
    4.2 最大矢量狀態(tài)下，噴管對發(fā)動機流量的影響
    4.3 矢量調(diào)節(jié)狀態(tài)下，噴管對發(fā)動機流量的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 新型雙喉道氣動矢量噴管流量調(diào)節(jié)方案研究
    5.1 幾何模型及數(shù)值模擬方法
    5.2 計算結(jié)果及分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 新型雙喉道氣動矢量噴管過渡態(tài)下動態(tài)響應(yīng)特性研究
    6.1 矢量起動過程
    6.2 矢量關(guān)閉過程
    6.3 本章小結(jié)
第七章 新型雙喉道氣動矢量噴管的靜/動態(tài)實驗
    7.1 實驗總體方案
    7.2 實驗結(jié)果與分析
        7.2.1 NPR=3 靜態(tài)實驗結(jié)果與分析
        7.2.2 NPR=3 動態(tài)實驗結(jié)果與分析
        7.2.3 NPR=5 靜態(tài)實驗結(jié)果與分析
        7.2.4 NPR=5 動態(tài)實驗結(jié)果與分析
        7.2.5 NPR=10 靜態(tài)實驗結(jié)果與分析
        7.2.6 NPR=10 動態(tài)實驗結(jié)果與分析
    7.3 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 展望
參考文獻
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]A Computational Study of Thrust Vectoring Control Using Dual Throat Nozzle[J]. Choon Sik Shin,Heuy Dong Kim,Toshiaki Setoguchi,Shigeru Matsuo.  Journal of Thermal Science. 2010(06)
[4]軸對稱雙喉道流體控制矢量噴管三維數(shù)值模擬[J]. 卿太木,廖華琳,朱川.  燃氣渦輪試驗與研究. 2009(03)
[5]雙喉道推力矢量噴管的內(nèi)流特性研究[J]. 汪明生,楊平.  推進技術(shù). 2008(05)
[6]二元雙喉道射流推力矢量噴管的數(shù)值模擬研究[J]. 譚慧俊,陳智.  航空動力學(xué)報. 2007(10)
[7]矢量推力噴流對飛行器氣動載荷影響的研究[J]. 宋科,李棟,喬志德.  航空計算技術(shù). 2005(03)

碩士論文
[1]一種矢量增強型雙喉道射流矢量噴管的數(shù)值模擬及實驗驗證研究[D]. 周慧晨.南京航空航天大學(xué) 2009



本文編號：3651941