航母舰载机与偏流板的适配性研究

论文摘要

航母舰载机在弹射前,发动机喷出的高速、高温、高压气体对周围的人员、设备及后面待起飞的飞机都会产生较大的影响,偏流板的作用就是将这些高温燃气尾流向舷外或向上引导,起保护作用。偏流板有其自己独特的液压冷却系统,能在较短时间内迅速支起,放下,冷却,提高舰载机起降作业的效率。本文依据某型舰载机发动机的主要尺寸,建立物理模型,利用CFD-Fluent软件,在舰载飞机发动机全加力状态下对舰载发动机喷流场进行二维和三维仿真计算,重点考察了喷流场的温度、压强和速度分布情况。比较了偏流板距离发动机不同距离及偏流板与航母甲板不同夹角下的温度,压力和导流情况,得出结论,确定偏流板的最佳倾角以及与发动机的最佳距离,并根据仿真计算结果确定起飞舰载飞机的安全区域。建模考虑到发动机尾喷管数量的不同,二维计算中各建立了单喷发动机模型和双喷发动机模型,还针对双喷发动机喷流场的互相影响加以分析,得出相应结论。本论文从安全性方面考虑,考虑了诸多影响偏流板系统安全的主要因素,结合层次分析法,利用MATLAB编写了程序,能对偏流板安全性的各主要因素进行权重比较,还能对不同的偏流板进行综合最优选择。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 偏流板系统及其相关
• 1.2 研究现状综述
• 1.2.1 起飞方式的进展和现状
• 1.2.2 偏流板的进展
• 1.2.3 未来航母的进展
• 1.2.4 舰载机发动机的进展
• 1.3 CFD方法简介及在飞机尾流场、偏流板方面研究现状
• 1.4 论文的主要工作内容及意义
• 第2章 舰载发动机喷流场的二维仿真计算
• 2.1 计算流体力学方法概述
• 2.2 舰载机喷流场的二维建模
• 2.2.1 舰载机喷流场二维模型的建立
• 2.2.2 网格划分及边界条件设定
• 2.3 仿真计算结果及分析
• 2.3.1 偏流板的倾角和与发动机的距离对喷流场温度的影响
• 2.3.2 偏流板的倾角和与发动机的距离对喷流场压力的影响
• 2.3.3 偏流板的倾角和与发动机的距离对喷流场速度的影响
• 2.4 双发动机舰载飞机喷流场的仿真计算及对周围环境的影响
• 2.4.1 双发动机仿真模型的建立
• 2.4.2 双发动机计算结果及分析
• 2.4.3 双发动机舰载飞机喷流场对周围环境的影响
• 2.5 本章小结
• 第3章 舰载发动机喷流场的三维仿真计算
• 3.1 概述
• 3.2 舰载机喷流场的三维建模
• 3.2.1 舰载机喷流场三维模型的建立
• 3.2.2 网格划分及边界条件设定
• 3.3 仿真计算结果及分析
• 3.3.1 偏流板的倾角和与发动机的距离对喷流场温度的影响
• 3.3.2 偏流板的倾角和与发动机的距离对喷流场压力的影响
• 3.3.3 偏流板的倾角和与发动机的距离对喷流场速度的影响
• 3.4 喷流场中安全区域的确定
• 3.5 本章小结
• 第4章 偏流板的安全性分析
• 4.1 安全性分析概述
• 4.2 层次分析法的原理与方法
• 4.2.1 递阶层次结构的建立
• 4.2.2 构造判断矩阵。求解特征值与特征向量
• 4.2.3 层次排序和一致性检验
• 4.2.4 权值的计算
• 4.3 偏流板安全性评价
• 4.3.1 递阶层次结构模型
• 4.3.2 判断矩阵的构建及其算法
• 4.3.3 一致性检验
• 4.3.4 组合权重计算
• 4.4 MATLAB/GUI程序设计
• 4.4.1 偏流板安全分析实例
• 4.4.2 偏流板择优化选择实例
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢