基于康达效应的高速气流推力矢量喷管 被引量：1

1

作者 姚清河 王思淼 +3 位作者 杨耿超 白欣彤 李明洋 王昱森 《中山大学学报（自然科学版）（中英文）》 CAS 北大核心 2025年第1期265-274,共10页

基于康达效应设计了一种高速气流推力矢量喷管,利用其对流体的偏转作用实现主流方向控制。喷管由主通道以及外侧八个独立气室和出口处的康达壁面组成,可通过气室外部的开合情况来实现八个偏转方向的控制。本文对所设计的高速气流推力矢... 基于康达效应设计了一种高速气流推力矢量喷管,利用其对流体的偏转作用实现主流方向控制。喷管由主通道以及外侧八个独立气室和出口处的康达壁面组成,可通过气室外部的开合情况来实现八个偏转方向的控制。本文对所设计的高速气流推力矢量喷管进行了仿真计算,研究了主流速度、气室开合情况及康达壁面曲率三个参数对主流偏转效果的影响。数值模拟结果表明:(1)主流速度在50~160 m/s时,不同的开合组合的偏转效果有较为显著的差异。(2)气室打开数量为奇数时,偏转效果优于偶数。只有一个气室开口时,偏转效果最优。(3)计算得到三维喷管最优康达壁面的曲率是55.26。本文设计的高速气流推力矢量喷管能够达到较好的偏转控制效果,最大偏转角度可达到85.91°。 展开更多

关键词 康达效应 高速气流 推力矢量喷管 气流偏转

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轴对称推力矢量喷管动力学特性仿真与分析

2

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

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二元双喉道射流推力矢量喷管流动参数影响的数值研究 被引量：8

3

作者 李耀华 李建强 +2 位作者 杨党国 张诣 周清展 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期211-217,共7页

采用数值模拟方法研究了不同流动参数对二元双喉道射流推力矢量喷管（Dual-throatfluidic Thrust-vecto-ringNozzle，DTN）内流特性和推力矢量控制效果的影响。结果表明，DTN在非推力矢量情况下，NPR在3～4范围时，推力系数较大，达到0... 采用数值模拟方法研究了不同流动参数对二元双喉道射流推力矢量喷管（Dual-throatfluidic Thrust-vecto-ringNozzle，DTN）内流特性和推力矢量控制效果的影响。结果表明，DTN在非推力矢量情况下，NPR在3～4范围时，推力系数较大，达到0．968，而流量系数较小，仅为0．93；NPR再增大，推力系数迅速下降。在推力矢量情况下，落压比一定时，随着次流流量比的增加，推力矢量角增加，而流量系数、推力系数、推力矢量效率减小；次流流量比一定时，随着落压比的增加，推力矢量角减小，系统推力系数先增加后减小，流量系数略微增加。 展开更多

关键词 双喉道 射流推力矢量 推力矢量喷管 数值模拟

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次流喷射控制推力矢量喷管的流场数值模拟 被引量：13

4

作者 乔渭阳 蔡元虎 +1 位作者 齐少军 宋文艳 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期18-20,35,共4页

为了探讨次流喷射控制二维推力矢量喷管的性能 ,用时间推进求解N S方程的方法数值模拟了喷管的流场 ,数值格式用中心有限体积格式 ,借助于当地时间步长和隐式残差光顺技术加速收敛 ,得到了在不同二次喷流压力下推力矢量喷管内流场的变... 为了探讨次流喷射控制二维推力矢量喷管的性能 ,用时间推进求解N S方程的方法数值模拟了喷管的流场 ,数值格式用中心有限体积格式 ,借助于当地时间步长和隐式残差光顺技术加速收敛 ,得到了在不同二次喷流压力下推力矢量喷管内流场的变化特征。计算结果与实验结果比较有满意的一致性。研究表明 ,应用次流喷射控制主流流动可以实现较大的推力矢量转折 ,但是 ,二次喷流必须具有足够的压力值。 展开更多

关键词 推力向量控制 喷管气流 二次喷射 推力矢量喷管

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轴对称推力矢量喷管驱动机构的多目标优化设计研究 被引量：10

5

作者 王贝 袁茹 +1 位作者 王三民 黄鹏辉 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2009年第9期1180-1184,共5页

实时高效的实现矢量喷管偏转方位和喷口面积是喷管驱动机构的设计准则。针对以Gough-Stewart并联机构为基础的某典型轴对称矢量喷管(AVEN)驱动机构,建立AVEN驱动机构的空间运动学方程,采用同伦法进行驱动机构的运动正解和反解分析,获得... 实时高效的实现矢量喷管偏转方位和喷口面积是喷管驱动机构的设计准则。针对以Gough-Stewart并联机构为基础的某典型轴对称矢量喷管(AVEN)驱动机构,建立AVEN驱动机构的空间运动学方程,采用同伦法进行驱动机构的运动正解和反解分析,获得机构参数与推力矢量方位和A9面积的关系。以A9转向控制环转角和出口截面形状为优化目标函数,建立AVEN驱动机构主要几何参数的多目标优化数学模型,将变权系数法与改进的遗传算法结合,对AVEN驱动机构进行了多目标优化设计,获得了最佳的机构参数,通过优化前后的参数对比分析证实了优化设计结果的合理性。 展开更多

关键词 推力矢量喷管 STEWART机构 遗传算法 权系数

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激波诱导推力矢量喷管不同气体喷注时的性能分析 被引量：6

6

作者 王晓明 刘辉 +1 位作者 韩龙柱 袁修干 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2267-2272,共6页

针对激波诱导推力矢量控制研究仅限于主流和次流气体为同种气体的研究现状,开展了不同次流气体分子质量对推力矢量性能的影响规律研究。首先采用二阶精度AUSM+格式和k-ωSST两方程湍流模型求解三维Favre平均Navier-Stokes方程,模拟了喷... 针对激波诱导推力矢量控制研究仅限于主流和次流气体为同种气体的研究现状,开展了不同次流气体分子质量对推力矢量性能的影响规律研究。首先采用二阶精度AUSM+格式和k-ωSST两方程湍流模型求解三维Favre平均Navier-Stokes方程,模拟了喷管复杂干扰内流场。然后计算了He、N2和CO2等次流气体在不同注气角度、注气压力和主流落压比下的矢量偏转角度和推力系数。计算结果表明:平均分子质量越小的次流气体矢量偏转角度越大,推力损失越小。因此可选用平均分子质量小的气体作为次流气源,或者将从燃烧室引出的高温燃气与分子质量小的气体混合。 展开更多

关键词 推力矢量喷管 推力系数 矢量偏转角 多组分 数值模拟

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固体火箭发动机射流推力矢量喷管气固两相流数值模拟 被引量：3

7

作者 宋亚飞 高峰 +1 位作者 张志峰 文科 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第6期133-136,140,共5页

用颗粒轨道模型对基于激波控制的二维收缩扩张(2DCD)喷管中的气固两相流动进行了数值模拟,并与纯气相条件下的计算结果进行了对比分析,研究了1～40μm不同直径颗粒的运动轨迹和内流场参数的分布特征,并对矢量喷管的推力性能进行了研究... 用颗粒轨道模型对基于激波控制的二维收缩扩张(2DCD)喷管中的气固两相流动进行了数值模拟,并与纯气相条件下的计算结果进行了对比分析,研究了1～40μm不同直径颗粒的运动轨迹和内流场参数的分布特征,并对矢量喷管的推力性能进行了研究。研究表明,颗粒相的加入和颗粒直径的变化对矢量喷管的内流场和推力性能都有较大影响。在进行射流推力矢量喷管的设计和性能计算时一定要考虑颗粒相的影响。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 射流推力矢量喷管 两相流 颗粒轨道模型 数值模拟

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国外航空发动机推力矢量喷管技术的发展研究 被引量：20

8

作者 梁春华 张仁 沈迪刚 《航空发动机》 北大核心 1998年第1期49-55,共7页

本文主要介绍了国外推力矢量喷管的发展状况、未来趋势和技术途径。指出AVEN因其成本低、重量轻,既易于改装现役发动机,也适于未来的先进机种等突出优点而倍受推崇。其所采用的技术途径可供我们借鉴。

关键词 喷管 推力矢量喷管 排气喷管 航空发动机 国外

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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

9

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

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球形收敛调节片推力矢量喷管的发展 被引量：12

10

作者 梁春华 靳宝林 李雨桐 《航空发动机》 2002年第3期55-58,共4页

球形收敛调节片喷管(SCFN)是一种正在研制中的先进的轴对称/非轴对称混合式推力矢量喷管。简述了它的发展现状并总结了其结构特点,并指出,它是一种具有发展潜力的推力矢量喷管。

关键词 发展 推力矢量喷管 球形收敛调节片喷管 二元喷管 轴对称喷管

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推力矢量喷管及其控制技术综述 被引量：8

11

作者 孟庆明 李清盛 《航空发动机》 1995年第3期53-57,共5页

推力矢量控制是第四代战斗机获得过失速机动性的必要条件,推力矢量喷管具有提供巨大的飞机性能收益的潜力。文中介绍轴对称矢量喷管和二元收-扩矢量喷管的结构,较详细地讨论了二元矢量喷管的控制机构、控制工作模态和控制系统。

关键词 歼击机 喷管 控制 推力矢量喷管

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射流推力矢量喷管粒子沉积特性数值模拟

12

作者 宋亚飞 高峰 +1 位作者 曾华 文科 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第4期110-112,共3页

运用粒子轨道模型对基于激波控制的三维轴对称收缩扩张喷管中的气固两相流动进行了数值模拟,研究了1～100μm不同直径粒子的沉积特性。计算结果表明:主流中粒子的沉积部位主要集中在喷管的收敛段和喉部附近,粒子直径越大,沉积区域越大,... 运用粒子轨道模型对基于激波控制的三维轴对称收缩扩张喷管中的气固两相流动进行了数值模拟,研究了1～100μm不同直径粒子的沉积特性。计算结果表明:主流中粒子的沉积部位主要集中在喷管的收敛段和喉部附近,粒子直径越大,沉积区域越大,大沉积率越高;二次流中的大尺寸粒子会对扩张段壁面造成烧蚀。射流推力矢量喷管的热防护设计应充分考虑到二次流中粒子对壁面的烧蚀。 展开更多

关键词 射流推力矢量喷管 两相流 沉积 数值模拟

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射流推力矢量喷管中粒子运动轨迹的数值模拟

13

作者 宋亚飞 高峰 +1 位作者 曾华 文科 《火箭推进》 CAS 2011年第2期48-51,59,共5页

用颗粒轨道模型对基于激波控制的二维收缩-扩张(2-DCD)喷管中的气固两相流动进行了数值模拟,研究了1～60μm不同直径颗粒的运动轨迹。研究表明,颗粒尺寸越小,粒子的随流性越好;颗粒尺寸越大,主流中的粒子与收缩段壁面碰撞越剧烈,无粒子... 用颗粒轨道模型对基于激波控制的二维收缩-扩张(2-DCD)喷管中的气固两相流动进行了数值模拟,研究了1～60μm不同直径颗粒的运动轨迹。研究表明,颗粒尺寸越小,粒子的随流性越好;颗粒尺寸越大,主流中的粒子与收缩段壁面碰撞越剧烈,无粒子区越大,二次流中的粒子对下壁面的碰撞越剧烈。 展开更多

关键词 固体火箭发动机 射流推力矢量喷管 两相流 数值模拟

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轴对称推力矢量喷管喉道面积的精度分析与补偿 被引量：3

14

作者 刘洋 赵志刚 +1 位作者 李维维 石广田 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2018年第7期1137-1142,共6页

研究运用控制补偿系统对轴对称推力矢量喷管喉道面积精度补偿的问题。建立喉道正逆运动学模型;考虑机构的加工误差、输入误差以及铰链间隙误差的影响,进行喉道的精度分析;依次运用开环逆模控制及单神经元PID加逆模前馈控制设计控制补偿... 研究运用控制补偿系统对轴对称推力矢量喷管喉道面积精度补偿的问题。建立喉道正逆运动学模型;考虑机构的加工误差、输入误差以及铰链间隙误差的影响,进行喉道的精度分析;依次运用开环逆模控制及单神经元PID加逆模前馈控制设计控制补偿系统,实现对喉道面积精度的补偿,运用仿真测试的方法验证了后者对喉道面积精度补偿效果更佳。经控制系统补偿后,喉道面积的偏差不大于1%,对轴对称推力矢量喷管的精确控制及补偿控制器的研发提供了一定的理论基础。 展开更多

关键词 轴对称推力矢量喷管 喉道面积 单神经元PID加逆模前馈控制 精度补偿

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单缝流体推力矢量喷管的气动特性 被引量：3

15

作者 王建明 栾思琦 +2 位作者 齐晓航 毛晓东 王成军 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第15期6260-6267,共8页

流体矢量喷管重量轻,便于维修,应用前景可观。但二次流的存在造成了流场振荡,因此研究矢量喷管的流动特性具有重要的理论和工程意义。运用数值模拟方法,通过在二元收扩(2DCD)喷管的扩张段引入二次流,研究激波控制的流体推力矢量喷管的... 流体矢量喷管重量轻,便于维修,应用前景可观。但二次流的存在造成了流场振荡,因此研究矢量喷管的流动特性具有重要的理论和工程意义。运用数值模拟方法,通过在二元收扩(2DCD)喷管的扩张段引入二次流,研究激波控制的流体推力矢量喷管的气动特性。利用分离涡模拟(DES)湍流模型进行矢量喷管非定常流场的数值计算,先后得到了流场的流线、涡量系数、密度梯度和熵的分布。结果表明:随着流动的发展,激波不断发生振荡,上、下壁面唇口处生成的涡沿着剪切层外侧不断向下游脱落;尾流内上剪切层的摆动角度和熵增皆大于下剪切层。 展开更多

关键词 流体推力矢量喷管 激波诱导 气动特性 非定常流动

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一种有前途的推力矢量技术——流体推力矢量控制喷管 被引量：10

16

作者 靳宝林 郑永成 《航空发动机》 北大核心 2000年第4期52-57,共6页

流体推力矢量控制技术是当前航空技术领域出现的一种全新概念的推力矢量技术,它最大的优越性是不需要机械运动件就能实施推力转向。概要地介绍了该技术的基本概念和工作原理,以及几种实施方案,简述了发展背景,并从情报信息角度尝试性地... 流体推力矢量控制技术是当前航空技术领域出现的一种全新概念的推力矢量技术,它最大的优越性是不需要机械运动件就能实施推力转向。概要地介绍了该技术的基本概念和工作原理,以及几种实施方案,简述了发展背景,并从情报信息角度尝试性地对其优缺点分析评价。 展开更多

关键词 流体推力矢量喷管 二股流喷射控制 反流控制

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气体二次喷射矢量喷管三维流场计算 被引量：11

17

作者 刘辉 邢玉明 额日其太 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1174-1178,共5页

采用三维雷诺平均Navier-Stokes方程和κ-ε湍流模型对气体二次喷射推力矢量喷管复杂干扰内流场进行数值模拟.比较了在不同喷射参数和不同喷管落压比NPR(Noz-zle Pressure Ratio)下的流场特征,分析了这些参数对矢量偏转效率和推力系数... 采用三维雷诺平均Navier-Stokes方程和κ-ε湍流模型对气体二次喷射推力矢量喷管复杂干扰内流场进行数值模拟.比较了在不同喷射参数和不同喷管落压比NPR(Noz-zle Pressure Ratio)下的流场特征,分析了这些参数对矢量偏转效率和推力系数的影响.结果表明,二次流喷射位置、喷射角度和二次流质量流量对矢量角的影响相互耦合,喷管达到最大矢量角时,各参数并不能同时达到各自的最优值;矢量角越大,推力系数越小,推力损失越大;矩形喷射口的推力矢量性能优于圆形喷射口;减小喷管落压比可以提高矢量偏转角度. 展开更多

关键词 气体二次喷射 推力矢量喷管 矢量偏转效率 推力系数 数值模拟

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飞机推进系统关键技术——推力矢量技术 被引量：19

18

作者 陶增元 李军 程邦勤 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 2000年第2期86-90,共5页

首先对飞机推力矢量技术的研究发展概况作了简要介绍 ;然后以第四代战斗机 F- 2 2 /F-1 1 9和三代半战斗机 СУ- 37/АЛ- 37ФЮ 为例 ,说明了推力矢量技术全面满足了第四代战斗机的战技要求 ,第三代战斗机采用了推力矢量技术后已发... 首先对飞机推力矢量技术的研究发展概况作了简要介绍 ;然后以第四代战斗机 F- 2 2 /F-1 1 9和三代半战斗机 СУ- 37/АЛ- 37ФЮ 为例 ,说明了推力矢量技术全面满足了第四代战斗机的战技要求 ,第三代战斗机采用了推力矢量技术后已发展为三代半战斗机 ,从而充分论证了推力矢量技术促进了先进战斗机的发展 ;最后指出了推力矢量技术研究发展的有关项目 。 展开更多

关键词 飞机推进系统 推力矢量喷管 推力矢量控制

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激波诱导矢量喷管流场的数值模拟及试验 被引量：4

19

作者 刘辉 邢玉明 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期544-549,共6页

为研究固体火箭发动机激波诱导矢量控制效率的影响因素,及验证数值模拟方法的准确性,对激波诱导轴对称推力矢量喷管模型进行了壁面测压试验,采用二阶精度Roe格式和k-ωSST两方程湍流模型求解强守恒型Navier-Stokes方程对矢量喷管复杂干... 为研究固体火箭发动机激波诱导矢量控制效率的影响因素,及验证数值模拟方法的准确性,对激波诱导轴对称推力矢量喷管模型进行了壁面测压试验,采用二阶精度Roe格式和k-ωSST两方程湍流模型求解强守恒型Navier-Stokes方程对矢量喷管复杂干扰内流场进行数值模拟。根据试验和数值模拟结果分析了喷管内主流和次流相互作用产生的复杂流场结构,比较了在不同喷管落压比NPR和次主流压力比SPR下喷管壁面静压的分布情况。结果表明,数值计算和试验结果基本吻合,验证了计算方法的准确性;在一定范围内减小喷管落压比,增大次主流压力比可以增大喷管周向壁面静压差,提高喷管的推力矢量偏角。 展开更多

关键词 火箭发动机 激波 推力矢量喷管 数值仿真

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轴对称激波诱导矢量喷管三维两相流数值模拟 被引量：1

20

作者 宋亚飞 高峰 +1 位作者 马岑睿 文科 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期239-244,共6页

运用颗粒轨道模型对轴对称激波诱导矢量喷管内流场进行了数值模拟,并与纯气相条件下的计算结果进行了对比分析,研究了1～30μm不同直径颗粒的运动轨迹和内流场参数的分布特征,并对矢量喷管的推力性能进行了研究。结果表明,颗粒相的加入... 运用颗粒轨道模型对轴对称激波诱导矢量喷管内流场进行了数值模拟,并与纯气相条件下的计算结果进行了对比分析,研究了1～30μm不同直径颗粒的运动轨迹和内流场参数的分布特征,并对矢量喷管的推力性能进行了研究。结果表明,颗粒相的加入对射流推力矢量喷管内流场和推力性能都带来很大影响,影响规律与颗粒直径密切相关。为两相流条件下射流矢量喷管的试验研究提供了一定依据。 展开更多

关键词 推力矢量 射流推力矢量喷管 三维两相流 颗粒轨道模型 数值仿真

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