冲压空气涡轮动力装置应急释放动力学分析研究

发布时间：2020-03-29 00:31

【摘要】：冲压空气涡轮是飞机上重要的应急动力源,为了减少飞行过程中的空气阻力,冲压空气涡轮动力装置往往设计为可收放式。由于飞机出现应急情况时飞行状态的不确定性和系统所受的冲击特性,有必要对其在各种工作条件下的释放过程进行动力学分析。本文利用多体动力学分析方法,对某型冲压空气涡轮动力装置的应急释放过程开展动力学特性分析,对其在特定工况下能否顺利释放做出判断,并对释放时间和释放过程中的应力做出预测,为冲压空气涡轮的设计提供依据,以期缩短设计周期、减少试验成本。本文首先就不同飞行高度和飞行速度下冲压空气涡轮所受气动载荷进行计算。考虑到释放机构伸出和涡轮高速旋转两种运动状态下流场差别较大,分别进行了建模和求解,得到释放过程中气动载荷变化曲线,为建立动力学分析模型提供了气动载荷数据。然后基于VirtualLab.Motion和AMESim分别建立冲压空气涡轮的多刚体模型和作动筒模型,模拟了实际受载情况并完成载荷施加,采用耦合分析方式开展了机械-控制联合仿真分析,得到系统释放过程的动力学响应。最后对释放机构中的主要受载部件进行柔性化处理,应用修正的Craig-Bampton模态叠加法建立了刚柔耦合分析模型并通过仿真分析,得到柔性体部件中的应力响应,完成了RAT装置的强度分析。
【图文】：

动力装置和组合动力装置；动力的传递主要依靠飞机上的附够将第二动力装置输出的机械功率转换为电源、气源和液压、液压泵等。与辅助动力装置（Auxiliary Power Unit 简称 APU）具有一系统[4]，且在某些军用飞机尤其是单发战斗机中 EPU 和 A着各国航空技术的发展，第二动力系统呈现出综合化、集成飞机中，APU 和 EPU 通过共用齿轮箱或共用动力涡轮的方动力装置，，即组合动力装置（Integration Power Unit 简称 I了动力系统的冗余，又实现了飞机结构的优化减重。为方便第二动力系统及其所包含的辅助动力装置、应急动力装置和装置。辅助动力装置源于飞机发动机的起动系统，早期飞机式，随着发动机推力和功率的不断增大，电起动渐渐不能满方式，并将涡轮与一些附带装置同主发动机分离开来，辅助最为广泛的为燃气涡轮起动机和空气涡轮起动机（如图 1.1

图 1.2 冲压空气涡轮劣，冲压空气涡轮结构简单，可重复使用，但其只不受飞行速度制约，随时可以输出功率，其燃料为易爆且有毒的物质，需要特别贮存，对空气也有一置。随着战斗机的更新换代，辅助动力装置和应急动力系统的轻量化要求，于是人们开始研究同时具据组合的层次深浅，组合动力装置经历了共用齿轮双模态燃烧室的深化型和内置起动发电机的全电型3 所示。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V228

【参考文献】

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本文编号：2605152