冲压空气涡轮的气动设计与数值模拟
发布时间：2021-08-05 06:11
冲压空气涡轮作为应急动力装置,在所有发动机都失效的情况下,利用飞机滑行速度将来流空气的动能转换成机械能,提供动力,确保飞机发生故障时仍能被操作,使之顺利着陆,避免事故的发生,保障生命和财产的安全。冲压空气涡轮作为应急动力装置,在保障飞机安全性方面具有十分重要的意义,基于以上背景,本文依据叶素动量理论对冲压空气涡轮进行了气动设计,然后对设计模型进行多工况点的气动分析,最后通过气动优化进一步改进冲压空气涡轮模型。本文以功率25KW的冲压空气涡轮为设计目标进行气动设计,总结归纳了国内外冲压空气涡轮的研究现状,制定研究路线。首先依据风力机的理论基础和设计方法进行气动设计,确定基本参数,选取翼型并分析,运用Wilson理论进行设计,定义目标函数、约束函数、求解函数,编写MATLAB程序求解各截面参数,结合翼型数据实体建模;然后进行气动分析,运用Fine/Turbo对冲压空气涡轮进行数值模拟计算,通过改变来流风速和安装角,计算不同工况点的气动性能,绘制输出功率随来流风速、安装角的变化曲线,同时对流场进行分析,更好地了解流动情况并且确定优化方向;最后基于Fine/Design3D对设计模型进行气动优...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１冲压空气涡轮外形图??Ｆｉｇ．１－１?Ｆｉｇｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｉｒ?ｔｕｒｂｉｎｅ??
国内的研宄起步相对晚一些，但是发展速度迅猛，发展成果显著，南京航空航天??大学设计的某种桨叶式冲压空气涡轮己经获得成功［１５］。６０９所、南航与Ｄｏｗｔｙ、??Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ合作，全面研宄了冲压空气涡轮［１６］，图１－３为其研制的结构图。中国商飞??公司与美国联合技术航空航天系统公司（Ｕｎｉｔｅｄ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ?Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）签署了?Ｃ９１９??大客机项目冲压空气涡轮系统工作包协议，共同推进Ｃ９１９大客机项目研制［１７］，??ＣＯＭＡＣ?Ｃ９１９大飞机的首飞成功具有里程碑式的意义，国内在冲压空气涡轮方面的研??究已经积累了一定的经验，同时随着“两机”专项的实施，冲压空气涡轮方面的研宄??将会越来越成熟。??，：裏．，??——??１—叶片；２—强力弹簧：３—转速传感器：４??－…齿轮：６—步进电机：７—油泵：８—文氏管：??９一压力传感器：１０—逻辑盒??图１－３空气冲压涡轮结构图??Ｆｉｇ．１－３?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｆｉｇｕｒｅ?ｏｆ?ＲＡＴ??冲压空气涡轮与不同设备组合后作用不同，与发电机一起构成了辅助动力装置，??与加油泵组合构成了空中加油装置。民用飞机上通常作为应急动力装置，紧急情况时??３??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]冲压空气涡轮叶片设计和气动性能数值模拟[J]. 姬芬竹,张梦杰,王瑞,王岩,杜发荣. 北京航空航天大学学报. 2018(07)
[2]民用飞机冲压空气涡轮舱布置方法研究[J]. 刘贺. 科技视界. 2017(01)
[3]风力机叶片气动外形优化设计综述[J]. 李强,金哲岩,杨志刚. 机械设计. 2016(07)
[4]10MW风力机叶片设计与动力特性[J]. 李德源,池志强,汪显能,倪晨峰. 沈阳工业大学学报. 2016(03)
[5]冲压空气涡轮气动性能快速算法研究[J]. 张冬雨,杨斐,翟笑天,卢岳良. 江苏航空. 2016(01)
[6]民用飞机双发失效时飞控系统操纵试飞技术研究[J]. 王伟达,马显超,田剑波. 工程与试验. 2015(03)
[7]冲压空气涡轮地面定期检查方法研究[J]. 李平,翟笑天. 航空维修与工程. 2015(08)
[8]基于海鸥翼型的小型风力机叶片仿生设计与试验[J]. 王骥月,丛茜,梁宁,毛士佳,关欢欢,刘林鹏,陈创发. 农业工程学报. 2015(10)
[9]1.5MW风力机叶片设计与气动性能分析[J]. 徐超,张兆德,于晓龙. 浙江海洋学院学报(自然科学版). 2015(02)
[10]一种获取飞机RAT带载能力的试飞方法[J]. 刘超强,马明. 民用飞机设计与研究. 2014(02)
硕士论文
[1]用于超声速飞行器的冲压涡轮发电系统设计研究[D]. 孙福超.南京航空航天大学 2016
[2]大型风力机叶片气动外形优化设计[D]. 赵尚红.湖南科技大学 2014
[3]风力发电机叶片优化设计方法研究[D]. 顾怡红.浙江大学 2014
[4]小型水平轴风力发电机的仿真优化模拟[D]. 宋冬辉.烟台大学 2013
[5]多兆瓦水平轴风力机叶片设计与分析[D]. 魏伯勇.华北电力大学 2013
[6]大型变桨距风力发电机叶片优化设计[D]. 毛华锋.浙江大学 2013
[7]遗传算法的改进及风扇/压气机通用优化平台的研制[D]. 徐国华.南京航空航天大学 2013
[8]基于NUMECA的小型风扇性能优化研究[D]. 赵屹.浙江理工大学 2012
[9]水平轴风力机叶片优化设计[D]. 周振凯.重庆大学 2011
[10]小型风力机设计及风轮气动性能的数值研究[D]. 李常.西安理工大学 2010
本文编号：3323226
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１冲压空气涡轮外形图??Ｆｉｇ．１－１?Ｆｉｇｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ａｉｒ?ｔｕｒｂｉｎｅ??
国内的研宄起步相对晚一些，但是发展速度迅猛，发展成果显著，南京航空航天??大学设计的某种桨叶式冲压空气涡轮己经获得成功［１５］。６０９所、南航与Ｄｏｗｔｙ、??Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ合作，全面研宄了冲压空气涡轮［１６］，图１－３为其研制的结构图。中国商飞??公司与美国联合技术航空航天系统公司（Ｕｎｉｔｅｄ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ?Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）签署了?Ｃ９１９??大客机项目冲压空气涡轮系统工作包协议，共同推进Ｃ９１９大客机项目研制［１７］，??ＣＯＭＡＣ?Ｃ９１９大飞机的首飞成功具有里程碑式的意义，国内在冲压空气涡轮方面的研??究已经积累了一定的经验，同时随着“两机”专项的实施，冲压空气涡轮方面的研宄??将会越来越成熟。??，：裏．，??——??１—叶片；２—强力弹簧：３—转速传感器：４??－…齿轮：６—步进电机：７—油泵：８—文氏管：??９一压力传感器：１０—逻辑盒??图１－３空气冲压涡轮结构图??Ｆｉｇ．１－３?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｆｉｇｕｒｅ?ｏｆ?ＲＡＴ??冲压空气涡轮与不同设备组合后作用不同，与发电机一起构成了辅助动力装置，??与加油泵组合构成了空中加油装置。民用飞机上通常作为应急动力装置，紧急情况时??３??
＊？？？？＃？＊?ｔ－ｒｎａｍ?（？＊ｆ＜￡ｗＪ＊ｖ？．＊??图１－２空气冲压涡轮（空客Ａ３３０、波音７６７）??Ｆｉｇ．１－２?Ｒａｍ?Ａｉｒ?Ｔｕｒｂｉｎｅ?（Ａｉｒｂｕｓ?Ａ３３０、Ｂｏｅｉｎｇ?７６７）??国内的研宄起步相对晚一些，但是发展速度迅猛，发展成果显著，南京航空航天??大学设计的某种桨叶式冲压空气涡轮己经获得成功［１５］。６０９所、南航与Ｄｏｗｔｙ、??Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ合作，全面研宄了冲压空气涡轮［１６］，图１－３为其研制的结构图。中国商飞??公司与美国联合技术航空航天系统公司（Ｕｎｉｔｅｄ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ?Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）签署了?Ｃ９１９??大客机项目冲压空气涡轮系统工作包协议，共同推进Ｃ９１９大客机项目研制［１７］，??ＣＯＭＡＣ?Ｃ９１９大飞机的首飞成功具有里程碑式的意义，国内在冲压空气涡轮方面的研??究已经积累了一定的经验，同时随着“两机”专项的实施，冲压空气涡轮方面的研宄??将会越来越成熟。??，：裏．，??——??１—叶片；２—强力弹簧：３—转速传感器：４??－…齿轮：６—步进电机：７—油泵：８—文氏管：??９一压力传感器：１０—逻辑盒??图１－３空气冲压涡轮结构图??Ｆｉｇ．１－３?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｆｉｇｕｒｅ?ｏｆ?ＲＡＴ??冲压空气涡轮与不同设备组合后作用不同
【参考文献】：
期刊论文
[1]冲压空气涡轮叶片设计和气动性能数值模拟[J]. 姬芬竹,张梦杰,王瑞,王岩,杜发荣. 北京航空航天大学学报. 2018(07)
[2]民用飞机冲压空气涡轮舱布置方法研究[J]. 刘贺. 科技视界. 2017(01)
[3]风力机叶片气动外形优化设计综述[J]. 李强,金哲岩,杨志刚. 机械设计. 2016(07)
[4]10MW风力机叶片设计与动力特性[J]. 李德源,池志强,汪显能,倪晨峰. 沈阳工业大学学报. 2016(03)
[5]冲压空气涡轮气动性能快速算法研究[J]. 张冬雨,杨斐,翟笑天,卢岳良. 江苏航空. 2016(01)
[6]民用飞机双发失效时飞控系统操纵试飞技术研究[J]. 王伟达,马显超,田剑波. 工程与试验. 2015(03)
[7]冲压空气涡轮地面定期检查方法研究[J]. 李平,翟笑天. 航空维修与工程. 2015(08)
[8]基于海鸥翼型的小型风力机叶片仿生设计与试验[J]. 王骥月,丛茜,梁宁,毛士佳,关欢欢,刘林鹏,陈创发. 农业工程学报. 2015(10)
[9]1.5MW风力机叶片设计与气动性能分析[J]. 徐超,张兆德,于晓龙. 浙江海洋学院学报(自然科学版). 2015(02)
[10]一种获取飞机RAT带载能力的试飞方法[J]. 刘超强,马明. 民用飞机设计与研究. 2014(02)
硕士论文
[1]用于超声速飞行器的冲压涡轮发电系统设计研究[D]. 孙福超.南京航空航天大学 2016
[2]大型风力机叶片气动外形优化设计[D]. 赵尚红.湖南科技大学 2014
[3]风力发电机叶片优化设计方法研究[D]. 顾怡红.浙江大学 2014
[4]小型水平轴风力发电机的仿真优化模拟[D]. 宋冬辉.烟台大学 2013
[5]多兆瓦水平轴风力机叶片设计与分析[D]. 魏伯勇.华北电力大学 2013
[6]大型变桨距风力发电机叶片优化设计[D]. 毛华锋.浙江大学 2013
[7]遗传算法的改进及风扇/压气机通用优化平台的研制[D]. 徐国华.南京航空航天大学 2013
[8]基于NUMECA的小型风扇性能优化研究[D]. 赵屹.浙江理工大学 2012
[9]水平轴风力机叶片优化设计[D]. 周振凯.重庆大学 2011
[10]小型风力机设计及风轮气动性能的数值研究[D]. 李常.西安理工大学 2010
本文编号：3323226
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