射流推力矢量技术的研究现状与发展

发布时间：2021-07-19 16:07

　　飞行器的空间姿态变化主要依靠常规气动舵面的偏转,使用推力矢量喷管,可以提高飞行器的机动性能和飞行包线。传统的推力矢量喷管由机械活动部件的偏转产生矢量推力,缺点是质量大、结构复杂、维修困难等,射流推力矢量技术的研究可以有效解决这一问题。对机械式推力矢量喷管的研究和优缺点进行了描述,解释了Coanda效应的原理,介绍了射流推力矢量技术的特点、方案及国内外的研究现状,指出了射流推力矢量技术的不足。 

【文章来源】：科技与创新. 2020,(10)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

Coanda效应[4]

与机械式推力矢量技术相比，使用射流推力矢量技术可消除活动部件，简化喷管的硬件结构、减轻质量、减少拆卸维护的需要、降低维护成本。相关研究结果表明，该技术预计可将喷管质量减轻80%，维护成本降低50%[6]。同时，射流推力矢量装置的动态响应速度快，可以提供有效的主流偏转，消除了附加机械部件的相关问题。射流推力矢量技术经过多年发展，形成了5种主要技术方案：激波矢量控制、喉道偏置控制、逆向流控制、同向流控制和双喉道控制。5种主要射流推力矢量方法的控制原理如图2所示。激波矢量控制方案是在喷管的扩张段一侧注入二次流，当喷管内的超音速主流经过时，二次流表现为一个斜激波，主流经过斜激波后，会偏向扩张段的另一侧，如图2(a）所示。喉道偏置控制方案是在喷管喉道附近注入不对称的二次流射流，通过改变喉道的面积对主流进行干扰，从而改变主流方向，产生矢量推力，如图2(b）所示。逆向流控制方案是在主喷管口的下游增加一个外套管，利用主喷管和外套管之间的缝隙，形成逆向二次流的通道。逆向流作用时，会在主流与外套管壁面之间形成低压，导致主流朝这一侧偏转，产生矢量推力，如图2(c）所示。同向流控制方案是注入与主流流动方向相同的高速二次流，利用Coanda壁面卷吸效应，使主流朝二次流注入一侧偏转，如图2(d）所示。双喉道控制方案的喷管具有两个喉道，在上下游喉道之间注入与主流反向的二次流，控制两个喉道之间的气流分离，从而使主流发生偏转，如图2(e）所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]流体推力矢量技术研究综述[J]. 肖中云,江雄,牟斌,陈作斌.  实验流体力学. 2017(04)
[2]双喉道喷管与飞翼布局无人机气动数值研究[J]. 母鸿瑞,杨青真,邓雪姣,金大鑫.  航空计算技术. 2014(01)
[3]基于主动流动控制的射流矢量偏转技术[J]. 顾蕴松,李斌斌,程克明.  实验力学. 2012(01)
[4]英国恶魔无人验证机及射流飞控技术发展分析[J]. 陈黎,常亮.  飞航导弹. 2011(10)
[5]流体推力矢量技术[J]. 宋亚飞,高峰,何至林.  飞航导弹. 2010(11)
[6]环喉环簇塞式喷管推力矢量控制研究[J]. 琚春光,刘宇.  固体火箭技术. 2007(04)
[7]飞机推力矢量技术发展综述[J]. 方昌德.  航空科学技术. 1998(02)

硕士论文
[1]流体矢量喷管内外流耦合研究[D]. 韩杰星.南京航空航天大学 2018



本文编号：3291002