偏流板冷却系统的优化设计研究

发布时间：2020-06-28 16:24

【摘要】：舰载飞机起飞作业时,其发动机的高速(可达600-1000m/s)、高温(一般达700-1000℃)喷流对周围的人员、设备及其它舰载飞机都会产生较大的影响,偏流板的用处就是将这些高温高速射流向上引导,从而达到保护作用。该机构平放时要求其能够承受20-30吨重的物体从起上面通过,完全升起后能承受400KN左右的喷气推力,而且射流冲击后的偏流板温度能达到1000K左右。可见,要极短的时间内实现面板的冷却,要求该机构具有相当强大的冷却能力及承载能力。本文通过分析喷气偏流板装置运动执行机构的工作原理,建立了该机构的运动模型简图。针对偏流板执行机构中的连杆机构,采用图解法分析该机构的运动过程,利用解析方法建立了偏流板执行装置的位置、角速度、角加速度的数学模型。针对偏流板冷却舱室工作状态,设计了三角形波纹型夹层板格结构,通过计算得到轮印载荷下夹层板格总的弯曲特性。基于CFD(计算流体动力学)方法对偏流板冷却舱室在受高温高速气流冲击作用下整个小舱室的冷却过程进行了仿真模拟分析,根据所得出的偏流板冷却舱室的温度分布云图,流场速度矢量图等信息,设计了联动式冷却舱室方案。提出了一种自主取风进行冷却的方案,即在温度较低区域的板间缝隙进行取风(同时对其进行冷却),经过风机对温度较高的核心区进行吹风冷却,然后气体直接从板间缝隙排出到甲板上。设计了整个冷却系统的结构布置方案,采用数值模拟方法对冷却系统的内部流动及冷却效果进行总体分析和评价。为了验证数值模拟的正确性和精确程度,并取得定量定性的分析,设计并制作了偏流板性能测试试验模型,对射流冲击冷却进行研究,为以后这方面的研究提供参考。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U674.771
【图文】：

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北京理工大学硕士学位论文第 1 章绪论背景和意义背景飞机在起飞弹射之前，首先要做的就是启动发动机。如今舰载流温度高而且速度大，为了使甲板上的工作人员、航空设施以业的飞机不起飞时发动机喷出的高温气流所伤害，能更好地提效率，所以就需要用一块隔热挡板来将喷气式飞机喷出的高温方[1]，这块板就是喷气偏流板，因此偏流板对航母的正常工作

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图 1.2 俄罗斯“库兹涅佐夫”号航母偏流板美国航空母舰一般使用的都是水冷式喷气偏流板，针对其承重状况，起后需要承受 400KN 左右的射流冲击，在落下后与飞行甲板持平的时0t 重的飞机。，国内外正在积极进行新型偏流板技术研究，主要包括以下几个方面下导气式喷气偏流板的喷气偏流板的两个缺点：①传统的燃气偏流板都是把高温气流向上中，受到的有用升力变小，影响飞机的起飞。②在使用喷气偏流板时体扩散后，才能让下一架飞机起飞。而且，现有的海水冷却系统无法度高达 1600℃的燃气导流板。因此，英国的 Gordon Pearson Campion 于请了向下导气式喷气偏流板专利，美军也进行了研究，具体如下： 1.3 所示，当飞机发动机开足马力，此时飞机被固定在弹射器上，而经在飞机尾部抬起来，高温高速燃气被反射后导进飞行甲板下面的冷

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