轴对称推力矢量喷管动力学特性仿真与分析

1

作者 滕晓鑫 罗忠 +1 位作者 余稀 许春阳 《航空发动机》 北大核心 2025年第3期115-122,共8页

轴对称推力矢量喷管在运行中往往受到高温高载荷的影响而发生故障。为了降低排故试验成本,缩短试验周期和提高系统可靠性,采用数值模拟的方式研究其运动学和动力学特性,并提出基于计算流体力学的气动载荷等效施加方法,用于多体动力学数... 轴对称推力矢量喷管在运行中往往受到高温高载荷的影响而发生故障。为了降低排故试验成本,缩短试验周期和提高系统可靠性,采用数值模拟的方式研究其运动学和动力学特性,并提出基于计算流体力学的气动载荷等效施加方法,用于多体动力学数值计算。对结构进行建模,通过计算流体力学分析得到流固耦合面的压力分布;建立受载构件的模态中性文件,并将流场载荷映射到相应的节点上;通过使用带有载荷的模态中性文件替换原有构件,进行刚柔耦合动力学计算。针对驱动方式和间隙对系统的运动学和动力学响应进行了分析。结果表明:正弦驱动方式能够提高系统的运行平稳性;在各运动副中,凸轮副承受的载荷最大(高达40 kN),且最容易在靠近机匣处发生磨损和卡滞现象;在扩张调节链中,球副承受的载荷最大;间隙的存在会导致系统发生碰撞冲击,影响运动的平稳性。 展开更多

关键词 轴对称推力矢量喷管 流固耦合 动力学仿真 运动学仿真 动态特性 航空发动机

在线阅读 下载PDF 职称材料

轴对称矢量喷管运动学建模及运动轨迹分析 被引量：1

2

作者 张昊 张起梁 +2 位作者 孟令超 罗忠 宋慧涛 《航空发动机》 北大核心 2024年第1期87-93,共7页

轴对称矢量喷管为复杂的空间多链路机构,是推力矢量技术的核心。为研究其运动规律,将空间机构位置分析法、解析几何法和环路矢量法相结合,建立了轴对称矢量喷管的空间运动学模型。利用数值仿真实现了其运动姿态的仿真,并通过与ADAMS仿... 轴对称矢量喷管为复杂的空间多链路机构,是推力矢量技术的核心。为研究其运动规律,将空间机构位置分析法、解析几何法和环路矢量法相结合,建立了轴对称矢量喷管的空间运动学模型。利用数值仿真实现了其运动姿态的仿真,并通过与ADAMS仿真结果对比,验证了该模型的正确性,进而获得轴对称矢量喷管在不同驱动方式下的位姿以及喉口和喷口的面积变化规律。结果表明:喉口状态和喷管运动状态对喷管面积比均有影响,面积比随着A9作动筒的同步伸长呈明显单调递增状态;A9作动筒异步驱动时,喷管面积比变化较小,喷口矢量偏转角角速度与作动筒运动速度呈比例关系,截面形状由圆形逐渐变为空间上扭曲的椭圆形;拉杆尺寸对喷管机构的面积比变化范围有明显影响,拉杆每增大(或减小)1 mm,面积比变化区间整体上移(或下移)0.025。仿真结果有助于了解喷管的运动规律,可为喷管的参数化分析及优化设计提供理论依据。 展开更多

关键词 轴对称矢量喷管 空间多链路 运动学建模 仿真 位姿 运动轨迹 航空发动机

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种喷口控制的多目标约束设计方法

3

作者 韩永健 王曦 《航空发动机》 北大核心 2024年第2期127-133,共7页

为克服试凑法在控制回路参数优化中的局限性,针对涡扇发动机在加力状态易出现喷口摆动的不协调现象,考虑喷口双环控制结构工作特点,采用按需正向设计策略,按照控制系统时域、频域性能指标设计要求,制定兼顾频域、时域性能要求的内、外... 为克服试凑法在控制回路参数优化中的局限性,针对涡扇发动机在加力状态易出现喷口摆动的不协调现象,考虑喷口双环控制结构工作特点,采用按需正向设计策略,按照控制系统时域、频域性能指标设计要求,制定兼顾频域、时域性能要求的内、外环协调控制的设计目标准则,提出一种喷口控制的多目标约束的差分进化内外环控制参数自整定优化设计方法,在双转子涡扇发动机非线性模型上进行闭环控制系统仿真验证。结果表明:在飞行高度从0增加到10 km、飞行马赫数从0加速到0.9的起飞和爬升状态进入加力过程以及平飞中保持飞行马赫数不变的关断加力过程中,发动机未出现喷口摆动等现象,涡轮落压比最大相对误差不大于1.5%,喷口闭环控制系统具有期望的伺服跟踪和抗飞行条件变化干扰能力。 展开更多

关键词 喷口双环控制结构 多目标约束 差分进化 自整定算法 发动机非线性模型 航空发动机

在线阅读 下载PDF 职称材料

关节间隙对矢量喷管调节机构动态特性影响的数值仿真与验证

4

作者 孟令超 张昊 +2 位作者 张起梁 罗忠 许春阳 《航空发动机》 北大核心 2024年第3期64-71,共8页

为研究飞机在不同飞行工况下关节间隙对矢量喷管运动调节机构动态特性的影响,采用第1类拉格朗日方程与混合接触力模型和LuGre摩擦模型相结合的方法,构建了考虑关节间隙和摩擦系数等特征的矢量喷管运动调节机构单叶动力学理论模型,进而... 为研究飞机在不同飞行工况下关节间隙对矢量喷管运动调节机构动态特性的影响,采用第1类拉格朗日方程与混合接触力模型和LuGre摩擦模型相结合的方法,构建了考虑关节间隙和摩擦系数等特征的矢量喷管运动调节机构单叶动力学理论模型,进而构建了整体调节机构的运动学分析模型。结果表明:由于关节间隙的存在,在矢量喷管运动调节机构运动状态突然改变时,初始碰撞阶段调节片的位移几乎不受间隙碰撞的影响,但速度与加速度会产生剧烈且短暂的振动,振动大小受关节间隙影响较大,而间隙对平稳运动时的调节片运动精度几乎不产生影响;整机矢量喷管运动调节机构做收扩运动时,各关节产生的碰撞力几乎相同,做上下偏转运动时,C关节处产生的碰撞力最大,A关节处的受力次之,B和D关节处的受力最小。 展开更多

关键词 矢量喷管运动调节机构 间隙 拉格朗日方程 动力学 航空发动机

在线阅读 下载PDF 职称材料

矢量喷管与发动机的共同工作研究 被引量：10

5

作者 丁凯锋 樊思齐 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期96-98,共3页

建立了轴对称矢量喷管的数学模型和带这种矢量喷管的发动机数学模型,研究了矢量喷管与发动机的共同工作,矢量喷管偏转角对高低压转子共同工作线的影响以及矢量喷管的几何尺寸对发动机共同工作线的影响。研究结果表明:对低涵道比涡扇发动... 建立了轴对称矢量喷管的数学模型和带这种矢量喷管的发动机数学模型,研究了矢量喷管与发动机的共同工作,矢量喷管偏转角对高低压转子共同工作线的影响以及矢量喷管的几何尺寸对发动机共同工作线的影响。研究结果表明:对低涵道比涡扇发动机,矢量喷管偏转角较大时会引起低压转子共同工作线下移。 展开更多

关键词 航空发动机 矢量控制 喷管 数学模型

在线阅读 下载PDF 职称材料

S/VTOL战斗机用推力矢量喷管技术的发展及关键技术分析 被引量：9

6

作者 王占学 刘帅 周莉 《航空发动机》 2014年第4期1-6,共6页

S/VTOL(short/vertical take-off and landing)战斗机用推力矢量喷管是飞机实现短距起飞垂直降落,摆脱对跑道的依赖,减小航母的设计难度,及显著提高飞机机动性能的关键技术,已成为第4代战斗机和战斗机用航空发动机的设计标志。结合不同... S/VTOL(short/vertical take-off and landing)战斗机用推力矢量喷管是飞机实现短距起飞垂直降落,摆脱对跑道的依赖,减小航母的设计难度,及显著提高飞机机动性能的关键技术,已成为第4代战斗机和战斗机用航空发动机的设计标志。结合不同时期推力矢量喷管的特征和不同战斗机对推力矢量的技术要求,对短距起飞垂直降落战斗机用矢量喷管的结构特点、工作原理及发展状况进行了归纳及总结。详细提出了S/VTOL战斗机用推力矢量喷管的关键技术,并对开展S/VTOL战斗机用矢量喷管技术研究提出建议。 展开更多

关键词 推力矢量喷管 短距起飞 垂直降落 升力发动机 升力风扇 航空发动机

在线阅读 下载PDF 职称材料

扩张段射流对旁路式双喉道喷管矢量特性的影响研究 被引量：2

7

作者 夏雪峰 高峰 +1 位作者 张倩 马岑睿 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期51-58,共8页

为探究腔体扩张段射流对旁路式双喉道喷管气动矢量特性的影响,采用数值模拟方法对喷管在不同次流入射位置和次流压比下的内流情况进行仿真研究。结果表明:在扩张段引入次流能够改善喷管内流性能,随着次流入射位置后移,推力矢量角先增大... 为探究腔体扩张段射流对旁路式双喉道喷管气动矢量特性的影响,采用数值模拟方法对喷管在不同次流入射位置和次流压比下的内流情况进行仿真研究。结果表明:在扩张段引入次流能够改善喷管内流性能,随着次流入射位置后移,推力矢量角先增大后减小,推力系数逐渐增大且增幅渐缓;随着次流压比增加,喷管推力矢量角逐渐增加后基本保持不变,推力系数先增加后快速下降,而矢量效率先急剧上升后趋于平稳;改进后的喷管在最佳算例中得到推力矢量角为27.59°,推力系数为0.956,矢量效率3°/1%次流流量。 展开更多

关键词 旁路式双喉道喷管 次流 推力矢量 气动特性 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

偏心距引射喷管气动性能研究 被引量：2

8

作者 刘毅 王新月 熊剑 《科学技术与工程》 2011年第14期3241-3247,共7页

基于流固热耦合理论,采用标准k-ε湍流模型,通过对Navier-Stokes方程和三维热传导方程联合进行求解。对偏心距引射喷管与传统引射喷管进行了数值模拟,得到了较为精确的流场特性,为后期偏心距引射喷管的红外特性计算提供必要的依据。在... 基于流固热耦合理论,采用标准k-ε湍流模型,通过对Navier-Stokes方程和三维热传导方程联合进行求解。对偏心距引射喷管与传统引射喷管进行了数值模拟,得到了较为精确的流场特性,为后期偏心距引射喷管的红外特性计算提供必要的依据。在数值计算中对于固体域、流体域均采用结构化网格,并在两者边界面上采用耦合方法。对偏心距引射喷管的抽吸特性、推力特性以及最佳偏心距等喷管性能分别进行了深入研究,得出了偏心距引射喷管较传统引射喷管具有泵抽能力强的结论。得到了抽吸能力最强且推力损失较小的最佳偏心距引射喷管,其工程应用前景广泛。 展开更多

关键词 引射喷管 偏心距喷管 耦合计算 最佳偏心距 泵抽特性 推力特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

排气引射系统主喷管选型试验研究 被引量：5

9

作者 李黎 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期85-88,共4页

对４种主喷管组成的排气引射系统的引射系数和总压损失、各主喷管出口与混合管进口之间的最佳间距、混合气流在混合管内的静压恢复及混合气流在混合管出口处的总压分布等进行了测量和对比。试验结果对排气引射系统主喷管选型设计有重要... 对４种主喷管组成的排气引射系统的引射系数和总压损失、各主喷管出口与混合管进口之间的最佳间距、混合气流在混合管内的静压恢复及混合气流在混合管出口处的总压分布等进行了测量和对比。试验结果对排气引射系统主喷管选型设计有重要的参考价值。 展开更多

关键词 引射喷管 气动力试验 主喷管 引射系数 航空

在线阅读 下载PDF 职称材料

射流推力矢量控制技术研究 被引量：15

10

作者 连永久 《飞机设计》 2008年第2期19-24,共6页

射流推力矢量控制技术是一种全新概念推力矢量技术,其具有机械式推力矢量喷管无法比拟的优点。文中概要介绍了射流推力矢量控制技术喷管的工作原理、基本概念和发展情况.着重介绍了几种典型控制方法和其优缺点,以及国内外试验情况,并提... 射流推力矢量控制技术是一种全新概念推力矢量技术,其具有机械式推力矢量喷管无法比拟的优点。文中概要介绍了射流推力矢量控制技术喷管的工作原理、基本概念和发展情况.着重介绍了几种典型控制方法和其优缺点,以及国内外试验情况,并提出国内在射流推力矢量控制技术方面应发展的方向。 展开更多

关键词 二次流 射流推力矢量 喷管 激波 反向流

在线阅读 下载PDF 职称材料

二维受扰超声速喷管流的动态分析 被引量：1

11

作者 桂巧昳 《航空发动机》 2004年第3期1-4,共4页

介绍了STAR -CD软件包所采用的控制方程、湍流模型和数值模拟技术。模拟了有出口旋转挡板的拉瓦尔喷管的超声速流场 ,分析了出口旋转挡板转动对超声速喷管流场速度。

关键词 超声速流动 拉瓦尔喷管 数值模拟 动网格 挡板 飞行器

在线阅读 下载PDF 职称材料

计算机模拟试验在矢量喷管研究中的应用 被引量：1

12

作者 黎波 王荣桥 隋明君 《燃气涡轮试验与研究》 2003年第2期22-26,共5页

以UG和MSC/NASTRAN、MSC/PATRAN为软件平台 ,对中国燃气涡轮研究院提供的轴对称矢量喷管(AVEN)方案的运动机构进行了三维实体建模、运动仿真和有限元强度分析等方面的研究。通过运动学仿真模拟出了喷管的实际运动状态 ,分析了喷管机构... 以UG和MSC/NASTRAN、MSC/PATRAN为软件平台 ,对中国燃气涡轮研究院提供的轴对称矢量喷管(AVEN)方案的运动机构进行了三维实体建模、运动仿真和有限元强度分析等方面的研究。通过运动学仿真模拟出了喷管的实际运动状态 ,分析了喷管机构运动的可行性和可控性 ,并对运动时各构件间的相互关系 (如干涉、散度等 )及运动极限状态进行了研究 ,得出了该运动机构的最大矢量角以及作动环偏转角与喷管矢量角之间的关系。同时利用有限元通用分析软件对关键零件进行了有限元强度校核 。 展开更多

关键词 计算机模拟试验 矢量喷管 战斗机 航空发动机 运动仿真 有限元强度分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

波瓣式主喷管排气引射系统的高速冷态推力特性试验研究

13

作者 李黎 吴寿生 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期429-432,共4页

对基准圆柱收敛喷管、五种波瓣主喷管、以及波瓣主喷管与带扩压段的混合管和不带扩压段的混合管所组成的不同排气引射系统进行了推力随喷管前压力（０．１５～０．５ＭＰａ）变化的特性试验。试验结果表明：波瓣主喷管排气引射系统在高... 对基准圆柱收敛喷管、五种波瓣主喷管、以及波瓣主喷管与带扩压段的混合管和不带扩压段的混合管所组成的不同排气引射系统进行了推力随喷管前压力（０．１５～０．５ＭＰａ）变化的特性试验。试验结果表明：波瓣主喷管排气引射系统在高速排气条件下也具有较好的应用前景；但在设计上，必须考虑高速，尤其是超音排气的气动特点所带来的相关问题。 展开更多

关键词 引射喷管 推力喷管特性 高速 喷管 航空发动机

在线阅读 下载PDF 职称材料

C61Y单车翻车机有限元强度分析 被引量：4

14

作者 刘义 陈国定 +1 位作者 李济顺 薛玉君 《起重运输机械》 北大核心 2008年第4期79-81,共3页

利用有限元分析软件ANSYS对C61Y翻车机进行了强度分析,得到其各种工况下的应力分布云图及变形云图,并对其进行了强度校核,为进行现场测试提供了理论计算依据。

关键词 翻车机 有限元 钢结构 强度

在线阅读 下载PDF 职称材料

水下独立钢桩导向架的有限元强度分析 被引量：9

15

作者 陈应华 段梦兰 +1 位作者 王建怀 陈永欣 《石油矿场机械》 2008年第1期28-31,共4页

导向架用于水下独立桩在海上进行插桩作业时的导向及打桩时的扶正。在起吊和打桩过程中,导向架底座、立柱和支撑会受到各种力的作用,这些力将对其强度和结构设计产生重要影响。通过有限元计算,导向架底座的最大应力为161 MPa,前后方向... 导向架用于水下独立桩在海上进行插桩作业时的导向及打桩时的扶正。在起吊和打桩过程中,导向架底座、立柱和支撑会受到各种力的作用,这些力将对其强度和结构设计产生重要影响。通过有限元计算,导向架底座的最大应力为161 MPa,前后方向立柱和斜撑的最大应力为64 MPa,左右方向立柱和斜撑的最大应力为158 MPa,这些值均小于材料的屈服极限,且从偏于安全的角度考虑,分析过程中没有考虑加筋板的实际结构,因此认为导向架的强度是满足要求的。 展开更多

关键词 导向架 底座 支撑 应力

在线阅读 下载PDF 职称材料

矢量喷管作动机构故障模式回中设计 被引量：4

16

作者 芦海洋 王曦 +2 位作者 王华威 王栋 王大迪 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2016年第3期43-48,共6页

针对故障模式下矢量喷管应急回中问题,提出一种关于矢量喷管作动简回中孔结构的设计方案。基于流体动力学平衡方程,建立应急回中装置的非线性数学模型。就设计过程中设计参数多于方程个数的求解,采用进油孔直径、活塞速度分段求解非线... 针对故障模式下矢量喷管应急回中问题,提出一种关于矢量喷管作动简回中孔结构的设计方案。基于流体动力学平衡方程,建立应急回中装置的非线性数学模型。就设计过程中设计参数多于方程个数的求解,采用进油孔直径、活塞速度分段求解非线性方程组和作动筒左、右两腔仿真调试的组合方法,获得限定速度段内满足作动筒回中性能要求的回中孔结构参数。AMESim仿真结果表明,矢量喷管作动简回中结构参数,能满足喷管作动筒在任何工作状态下一旦出现故障迅速应急回中的要求,进入回中状态后能以足够的回中位置精度保持其安全的非矢量控制状态。 展开更多

关键词 航空发动机 作动筒 矢量喷管 流体动力学 回中速度 回中位置精度

在线阅读 下载PDF 职称材料

轴对称矢量喷管空间运动学建模仿真 被引量：8

17

作者 柳亚冰 符大伟 +2 位作者 蔡常鹏 孙丰勇 张海波 《航空发动机》 北大核心 2020年第6期34-40,共7页

为了获得轴对称矢量喷管动态偏转轨迹的最优路径,提出了1种基于运动学位移解算的解决方法。通过空间运动约束分析建立了描述轴对称矢量喷管复杂空间运动的平衡方程,经解算建立了描述矢量角与作动筒位移映射关系的2维插值模型。基于运动... 为了获得轴对称矢量喷管动态偏转轨迹的最优路径,提出了1种基于运动学位移解算的解决方法。通过空间运动约束分析建立了描述轴对称矢量喷管复杂空间运动的平衡方程,经解算建立了描述矢量角与作动筒位移映射关系的2维插值模型。基于运动学模型仿真中喷管喉道截面与出口截面几何中心距离不变的结论,建立矢量角与中心坐标的简化关系并设计各控制周期下矢量角动态指令偏转规律。仿真结果表明:该解决方案基本可以保证动态偏转下矢量轨迹满足预期要求。 展开更多

关键词 轴对称矢量喷管 空间运动学建模 动态偏转轨迹 偏转规律 航空发动机

在线阅读 下载PDF 职称材料

矢量喷管试验中的通讯显示

18

作者 王克宏 《燃气涡轮试验与研究》 2001年第2期38-41,共4页

介绍了针对航空发动机矢量喷管研究课题，开发的一套独立通讯显示系统。该系统很好地完成了矢量喷管的数模仿真、半物理模拟试验及台架试车。具有较好的可移植性和较高的工程应用价值。

关键词 矢量喷管 通讯显示 航空发动机 台架试验 通讯标准

在线阅读 下载PDF 职称材料

GE公司的全加力推力矢量尾喷管试验准备就绪

19

作者 刘惠敏 《航空发动机》 1992年第6期92-93,共2页

关键词 推力矢量控制 尾喷管 航空发动机

在线阅读 下载PDF 职称材料

射流角度对气动矢量喷管的影响及优化

20

作者 陈航 《内燃机与配件》 2021年第11期4-5,共2页

采用数值模拟方法计算分析了射流角度对气动矢量喷管流动结构和性能的影响。基于试验设计和近似模型方法,结合数值模拟,构建了气动矢量喷管模型。将气动矢量喷管模型集成到发动机总体性能程序中,以某航空发动机为研究对象,分析了发动机... 采用数值模拟方法计算分析了射流角度对气动矢量喷管流动结构和性能的影响。基于试验设计和近似模型方法,结合数值模拟,构建了气动矢量喷管模型。将气动矢量喷管模型集成到发动机总体性能程序中,以某航空发动机为研究对象,分析了发动机不同状态下的气动矢量喷管性能情况。研究结果表明:在一定的几何与气动参数条件下,存在使气动矢量角最大的射流角度。随着发动机进口温度和引气量的增加,气动矢量角最大模式下的射流角度均逐渐减小,垂直喷射或顺流向对提升喷管推力系数有利。 展开更多

关键词 气动矢量喷管 试验设计 近似模型 射流角度 气动矢量角

在线阅读 下载PDF 职称材料