超空泡鱼雷发动机热力计算和性能比较

论文摘要

超空泡鱼雷涉及到水冲压发动机、超空泡外形等关键技术。本文研究了与水冲压发动机和超空泡阻力相关的几个问题。首先,根据热力计算原理,用最小自由能的方法编制了适合于水冲压发动机热力计算的程序。对超空泡鱼雷水冲压发动机采用的不同燃料进行的热力计算与能量比较,发现金属粉末的能量特性高于不同比例配方金属基燃料。铝粉的能量特性高于镁粉的,铝基燃料的能量特性高于相同配比的镁基燃料的。丁羟粘合剂镁基燃料能量特性很差,不适合用超空泡鱼雷水冲压发动机。叠氮粘合剂可以大大提高金属基燃料的能量特性,叠氮粘合剂金属基燃料的能量特性高于相同配比的丁羟粘合剂金属基燃料。然后,利用软件(SCAV)计算了某超空泡鱼雷在超空泡状态下航行时的稳态空泡形状与阻力。发现当航行速度一定时,随着航行深度的增加,航行阻力逐渐加大。利用编制的热力计算程序对铝燃料水冲压发动机在不同航行深度工作时的性能进行计算,发现随着航行深度的增加,铝燃料水冲压发动机的性能逐渐降低。最后,对某超空泡鱼雷在不同航行深度的航程进行了计算比较,发现随着航行深度的增加,铝燃料水冲压发动机超空泡鱼雷的性能急剧下降。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 超空泡鱼雷发展概况
• 1.2 超空泡鱼雷的推进系统
• 1.3 本文的主要研究内容与意义
• 第2章 水冲压发动机热力计算原理
• 2.1 水冲压发动机热力计算的任务和基本假设
• 2.1.1 热力计算的任务
• 2.1.2 热力计算的基本假设
• 2.1.3 热力计算所求参数
• 2.2 水冲压发动机燃料系统的假定化学式
• 2.3 热力计算的数学模型
• 2.3.1 控制方程
• 2.3.2 计算平衡组分的最小自由能法
• 2.4 燃烧产物的热力学参数
• 2.5 热力计算程序的开发
• 2.6 本章小结
• 第3章 金属基燃料热力计算结果与分析
• 3.1 计算条件
• 3.2 丁羟粘合剂金属基燃料的能量特性
• 3.2.1 丁羟粘合剂金属基燃料的配方
• 3.2.2 丁羟粘合剂金属基燃料计算结果与分析
• 3.2.3 丁羟粘合剂金属基燃料能量比较
• 3.3 叠氮粘合剂金属基燃料的能量特性
• 3.3.1 叠氮粘合剂金属基燃料的配方
• 3.3.2 叠氮粘合剂金属基燃料计算结果与分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 超空泡鱼雷性能随航行深度的变化
• 4.1 超空泡鱼雷的工作原理
• 4.1.1 空化流中的无量纲数
• 4.1.2 轴对称超空泡外形的理论分析
• 4.1.3 超空泡鱼雷的动力学分析
• 4.1.4 空化器倾斜时空泡外形的修正
• 4.2 超空泡鱼雷不同航行深度的性能计算
• 4.2.1 不同航行深度的稳态空泡形状与阻力计算结果
• 4.2.2 不同航行深度下水冲压发动机的性能计算
• 4.2.3 不同航行深度下超空泡鱼雷的航程
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢
• 附录A
• 附录B