低可探测S弯喷管设计及性能评估方法研究
发布时间：2021-09-04 21:41
低可探测特征是现代及未来隐身飞机应具备的最主要特征之一。低可探测S弯喷管可大幅降低航空发动机排气系统的红外辐射强度和电磁散射信号,显著增强飞机的隐身能力,因此,低可探测S弯喷管已成为目前备受关注的隐身技术之一。本文围绕隐身飞机用排气系统,开展了低可探测S弯喷管型面设计方法、复杂流动机理、参数影响规律及其与发动机整机匹配性能评估技术研究。主要内容包括:1、根据低可探测S弯喷管的S弯构型、圆转方截面过渡以及二元喷口的典型结构特征,提出了基于多参数耦合的变截面S弯喷管设计方法,建立了完全遮挡高温涡轮部件的低可探测条件,实现了不同构型的低可探测S弯喷管设计。设计过程主要包括,喷管中心线变化规律设计、喷管沿程流通截面设计、完全遮挡涡轮的低可探测约束条件的建立以及喷管的型面生成。低可探测S弯喷管涉及到的可变几何参数包括,中心线的曲线个数、各段S弯曲线的轴向长度、各段S弯曲线的纵向偏距、各S弯曲线的变化规律,各段S弯通道的出口面积及其变化规律、各段S弯通道的出口宽度及其变化规律、各段S弯通道的出口高度及其变化规律以及各段S弯通道的出口截面形状参数及其变化规律。低可探测S弯喷管的完全遮挡高温涡轮的低可...
【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
F-117A战斗轰炸机在隐身战机计划发展的同时，美国空军也在发展可隐秘地穿透前苏联领空的全新型战
B-2 隐身轰炸机及其发动机安装在飞机上的结构简图如图 1-2 和 1-3 所示。为了缩减雷达信号特征，机身采用飞翼布局设计[24]，无垂直尾翼，整机涂覆吸波材料，机身外部无任何武器挂架，发动机机舱隐埋在机翼中，发动机进气道设计成 S 形以避免电磁波直接照射到发动机进口处的风扇。为了抑制红外信号特征，埋入式的发动机机舱各装备了 2 台F118-110 非加力涡扇发动机，采用了弯数更多、弯度更大的 S 弯喷管以实现对发动机高温涡轮出口端面以及喷管高温壁面的有效遮挡，在进气道内侧配置狭长的辅助进气道用来吸收不稳定的边界层气流并降低发动机喷口外侧的温度，喷管外侧布置了引射装置以进一步降低喷管排气温度，飞机锯齿状的后缘可强化热喷流与冷空气的掺混。采用燃料添加剂和尾部导流系统消除凝结尾迹，以降低视觉信号特性。深埋在机身内部的发动机噪声很小，可降低飞机的声觉信号特征[5, 25]。
B-2 隐身轰炸机及其发动机安装在飞机上的结构简图如图 1-2 和 1-3 所示。为了缩减雷达信号特征，机身采用飞翼布局设计[24]，无垂直尾翼，整机涂覆吸波材料，机身外部无任何武器挂架，发动机机舱隐埋在机翼中，发动机进气道设计成 S 形以避免电磁波直接照射到发动机进口处的风扇。为了抑制红外信号特征，埋入式的发动机机舱各装备了 2 台F118-110 非加力涡扇发动机，采用了弯数更多、弯度更大的 S 弯喷管以实现对发动机高温涡轮出口端面以及喷管高温壁面的有效遮挡，在进气道内侧配置狭长的辅助进气道用来吸收不稳定的边界层气流并降低发动机喷口外侧的温度，喷管外侧布置了引射装置以进一步降低喷管排气温度，飞机锯齿状的后缘可强化热喷流与冷空气的掺混。采用燃料添加剂和尾部导流系统消除凝结尾迹，以降低视觉信号特性。深埋在机身内部的发动机噪声很小，可降低飞机的声觉信号特征[5, 25]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种双Ｓ形二元排气系统红外特性的模型实验[J]. 王丁,吉洪湖,卢浩浩,王浩. 航空动力学报. 2017(12)
[2]一种高推力和低红外特征的双S形二元排气系统[J]. 王丁,吉洪湖,黄伟. 工程热物理学报. 2017(09)
[3]不同形式喷管红外抑制特性试验研究[J]. 张勃,李经警,袁帅,吉洪湖. 红外与激光工程. 2017(04)
[4]反隐身预警雷达的发展动态与新技术[J]. 刘建言,艾俊强,王健. 电讯技术. 2017(02)
[5]波瓣混合器对双S形二元排气系统红外特性的影响[J]. 王丁,吉洪湖,卢浩浩. 红外与激光工程. 2017(02)
[6]美国自适应发动机研究的进展与启示[J]. 孙明霞,梁春华. 航空发动机. 2017(01)
[7]截面变化类型对双S形二元排气系统性能的影响[J]. 王丁,吉洪湖,刘常春,王亚骏. 推进技术. 2017(01)
[8]隐身目标探测技术现状与发展研究[J]. 甘杰,张杰. 现代雷达. 2016(08)
[9]LRS-B管窥美国新型远程打击轰炸机计划[J]. 张有. 坦克装甲车辆. 2016(12)
[10]B-21来了! 对美国空军“远程打击轰炸机”的解析[J]. 费边. 坦克装甲车辆. 2016(08)
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
[2]固定几何气动矢量喷管流动机理及性能评估技术研究[D]. 史经纬.西北工业大学 2015
硕士论文
[1]超短扩压进气道设计方法与流动特性研究[D]. 李佳祎.国防科学技术大学 2013
[2]二元喷管出口宽高比和扩张段冷却对红外辐射特性的影响[D]. 吴博.南京航空航天大学 2012
[3]S弯通道单边膨胀喷管气动和红外特性数值研究[D]. 杨承宇.南京航空航天大学 2009
[4]一种无人机S弯进气道设计与气动特性研究[D]. 马高建.南京航空航天大学 2007
本文编号：3384058
【文章来源】：西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
F-117A战斗轰炸机在隐身战机计划发展的同时，美国空军也在发展可隐秘地穿透前苏联领空的全新型战
B-2 隐身轰炸机及其发动机安装在飞机上的结构简图如图 1-2 和 1-3 所示。为了缩减雷达信号特征，机身采用飞翼布局设计[24]，无垂直尾翼，整机涂覆吸波材料，机身外部无任何武器挂架，发动机机舱隐埋在机翼中，发动机进气道设计成 S 形以避免电磁波直接照射到发动机进口处的风扇。为了抑制红外信号特征，埋入式的发动机机舱各装备了 2 台F118-110 非加力涡扇发动机，采用了弯数更多、弯度更大的 S 弯喷管以实现对发动机高温涡轮出口端面以及喷管高温壁面的有效遮挡，在进气道内侧配置狭长的辅助进气道用来吸收不稳定的边界层气流并降低发动机喷口外侧的温度，喷管外侧布置了引射装置以进一步降低喷管排气温度，飞机锯齿状的后缘可强化热喷流与冷空气的掺混。采用燃料添加剂和尾部导流系统消除凝结尾迹，以降低视觉信号特性。深埋在机身内部的发动机噪声很小，可降低飞机的声觉信号特征[5, 25]。
B-2 隐身轰炸机及其发动机安装在飞机上的结构简图如图 1-2 和 1-3 所示。为了缩减雷达信号特征，机身采用飞翼布局设计[24]，无垂直尾翼，整机涂覆吸波材料，机身外部无任何武器挂架，发动机机舱隐埋在机翼中，发动机进气道设计成 S 形以避免电磁波直接照射到发动机进口处的风扇。为了抑制红外信号特征，埋入式的发动机机舱各装备了 2 台F118-110 非加力涡扇发动机，采用了弯数更多、弯度更大的 S 弯喷管以实现对发动机高温涡轮出口端面以及喷管高温壁面的有效遮挡，在进气道内侧配置狭长的辅助进气道用来吸收不稳定的边界层气流并降低发动机喷口外侧的温度，喷管外侧布置了引射装置以进一步降低喷管排气温度，飞机锯齿状的后缘可强化热喷流与冷空气的掺混。采用燃料添加剂和尾部导流系统消除凝结尾迹，以降低视觉信号特性。深埋在机身内部的发动机噪声很小，可降低飞机的声觉信号特征[5, 25]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种双Ｓ形二元排气系统红外特性的模型实验[J]. 王丁,吉洪湖,卢浩浩,王浩. 航空动力学报. 2017(12)
[2]一种高推力和低红外特征的双S形二元排气系统[J]. 王丁,吉洪湖,黄伟. 工程热物理学报. 2017(09)
[3]不同形式喷管红外抑制特性试验研究[J]. 张勃,李经警,袁帅,吉洪湖. 红外与激光工程. 2017(04)
[4]反隐身预警雷达的发展动态与新技术[J]. 刘建言,艾俊强,王健. 电讯技术. 2017(02)
[5]波瓣混合器对双S形二元排气系统红外特性的影响[J]. 王丁,吉洪湖,卢浩浩. 红外与激光工程. 2017(02)
[6]美国自适应发动机研究的进展与启示[J]. 孙明霞,梁春华. 航空发动机. 2017(01)
[7]截面变化类型对双S形二元排气系统性能的影响[J]. 王丁,吉洪湖,刘常春,王亚骏. 推进技术. 2017(01)
[8]隐身目标探测技术现状与发展研究[J]. 甘杰,张杰. 现代雷达. 2016(08)
[9]LRS-B管窥美国新型远程打击轰炸机计划[J]. 张有. 坦克装甲车辆. 2016(12)
[10]B-21来了! 对美国空军“远程打击轰炸机”的解析[J]. 费边. 坦克装甲车辆. 2016(08)
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
[2]固定几何气动矢量喷管流动机理及性能评估技术研究[D]. 史经纬.西北工业大学 2015
硕士论文
[1]超短扩压进气道设计方法与流动特性研究[D]. 李佳祎.国防科学技术大学 2013
[2]二元喷管出口宽高比和扩张段冷却对红外辐射特性的影响[D]. 吴博.南京航空航天大学 2012
[3]S弯通道单边膨胀喷管气动和红外特性数值研究[D]. 杨承宇.南京航空航天大学 2009
[4]一种无人机S弯进气道设计与气动特性研究[D]. 马高建.南京航空航天大学 2007
本文编号：3384058
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