短距/垂直起降推进系统综合建模研究

发布时间：2021-08-30 18:57

　　短距/垂直起降功能是目前固定翼战斗机渴求的重要功能,该功能的核心在于配备带推力矢量功能的推进系统,该领域多学科交叉融合,具有较高的建模难度。本文围绕短距/垂直起降推进系统,分别对带升力风扇的发动机、变涵道比下的发动机风扇、轴对称矢量喷管开展建模研究。基于F135不同型号间部件的通用性,复现了F-35B推进系统,验证了组件间的强耦合性。针对对转升力风扇这一核心技术,与常规非对转风扇开展对比建模研究。首先通过基元级叠加法建立常规升力风扇模型;然后设计反转级并替换静子,组成中介对转风扇;基于轴功率相似的要求,保持中介风扇内气动参数不变,通过修正风扇的流量、几何尺寸、转速等参数使新对转风扇与原常规风扇轴功率相等,可以由相同的主发动机驱动。动稳态仿真表明,相同燃油输入下,主发动机低压轴转速自我调节,使升力风扇部件的推力趋于相同。垂直起降推进系统不同模态下涵道比差异很大,且涵道比对风扇流场的影响不容忽视,通过轴向基元级叠加理论与径向平衡方程理论相结合建立准二维风扇模型揭示了该影响机理。模型解算上,分别构建了用于常规状态的二层迭代算法和用于变涵道比状态的三层迭代算法。常规状态设计点仿真验证了模型的精... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

飞行床架实物图

转子涡扇发动机，涵道比约为 1.4。空气经风扇增压后约 5机两侧的前外涵喷管排出，产生一部分升力；剩余的空气进方两侧的喷管排出，产生与前方喷管升力相互平衡的另一通过轴承与发动机联接，旋转范围为 0°~100°，可由水平位达反推位置从而产生巡航推力、垂直升力及反推力。随后，风扇用矢量喷管，包括：球形转接段矢量喷管以及 X-35B图 1.1 飞行床架 实物图

南京航空航天大学硕士学位论文机首飞，并逐渐发展为 Yak-38。Yak-38 采用的是 升力+升力/巡航发动机 构型的动力装置是一台升力为 80kN、带 2 个转向喷管的 R-27 升力/巡航发动机，和纵列两台单台推力为 35kN 的 RD-38 升力发动机，如图 1.3 所示。这两款均为单轴涡ak-38 仅能实现垂直起降，不能实现短距起降，飞机垂直起降时巡航发动机喷管向面垂直位置，与升力发动机共同产生升力，飞机平飞时升力发动机不工作[17,18]。

【参考文献】：
期刊论文
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[4]STOVL飞机发动机多变量控制方法[J]. 庞淑伟,李秋红,任冰涛,张海波.  航空动力学报. 2017(08)
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博士论文
[1]短/垂起降飞机用推进系统性能模拟及三轴承偏转喷管设计技术研究[D]. 刘帅.西北工业大学 2016
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硕士论文
[1]短距起飞/垂直降落发动机建模与控制技术研究[D]. 任冰涛.南京航空航天大学 2015
[2]风扇/压气机分流环设计优化研究[D]. 邓小明.西北工业大学 2015
[3]矢量喷管控制装置的建模与仿真[D]. 黄均均.南京航空航天大学 2014
[4]航空发动机轴对称矢量喷管控制技术研究[D]. 陈杰.南京航空航天大学 2012
[5]带矢量喷管发动机建模与短距起飞控制研究[D]. 蒋达福.南京航空航天大学 2009
[6]风扇/压气机内外涵分流比特性及分流环效应研究[D]. 郑舒桐.西北工业大学 2007



本文编号：3373323