翼片槽及斜置翼片对发动机性能影响研究

发布时间：2020-05-31 21:39

【摘要】：航空火箭弹作为武装直升机和战斗机配备的主要武器之一,是以固体火箭发动机作为动力的非制导弹药。本文以某航空火箭弹为研究对象,首先针对发动机内弹道进行计算,得到了高、低、常温下发动机的内弹道性能参数。再对该航空火箭弹的喷管内流场进行数值模拟,得到了喷管扩张段翼片槽以及翼片收束状态下斜置翼片对于发动机性能影响。最后通过非稳态计算得到了火箭弹发射管内导转力矩随时间的变化关系,进而得到了火箭弹炮口转速。具体内容有:(1)在进行了合理假设的情况下,对该航空火箭弹发动机内弹道性能进行了计算。通过四阶龙格库塔法对发动机内弹道方程组进行求解,得到了发动机高、低、常温三种工作状态下的内弹道性能。通过与地面静止实验数据进行对比验证了内弹道计算的准确性。(2)对某航空火箭弹的物理模型进行简化建模,通过Fluent进行数值仿真。对不同工作压力下发动机喷管的稳态流场进行数值模拟,分析了喷管内流场及喷管射流在不同工作压力下的变化。计算前通过查阅相关文献资料,对数值计算方法进行了验证,喷管沿轴线马赫数以及喷管内部激波的相交反射角度等特征参数与文献中的试验结果相比误差较小,可以满足需求。并通过一维等熵计算对计算结果的正确性进一步进行验证。(3)对忽略翼片存在的喷管流场以及翼片张开状态下的喷管流场进行数值模拟,通过与单独喷管的计算结果进行对比,得到了翼片槽对于发动机性能的影响。研究表明,翼片槽导致喷管型面完整度受到影响,使燃气轴向流动速度损失增大,导致喷管出口流速以及发动机推力下降。(4)对翼片收束状态下的喷管流场进行数值模拟,分析了不同进口压力以及翼片斜置角度对于翼片收束状态下的发动机性能的影响,并通过非稳态计算得到了不同翼片斜置角度下火箭弹炮口转速。研究表明,进口压力对喷管出口流速影响不大。进口压力越大,燃气对于翼片的冲击越大,火箭弹所受导转力矩越大。翼片斜置角度的增加会使火箭弹所受导转力矩增大,发动机的推力及喷管出口流速基本保持不变。翼片斜置角度越大,火箭弹炮口转速越大。
【图文】：

}“海蛇怪”火箭弹发射巢

苏联S-8KOM破甲火箭弹
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TJ415.4

【参考文献】

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5 张翠侠;周新;方冰;刘v妚，

本文编号：2690491