基于振荡射流的气动矢量喷管热态试验及数值模拟研究

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作者 陶源 贾晓东 +3 位作者 侯海玉 马梁 罗斌 王士奇 《推进技术》 北大核心 2025年第10期113-123,共11页

气动矢量控制技术相比于机械矢量控制在结构质量以及调节响应速率上具有优势,是未来先进飞行器的关键技术之一。为评估振荡射流激励的气动矢量喷管在发动机整机环境下的应用效果,本文利用微型涡喷发动机开展了引气射流试验和数值模拟研... 气动矢量控制技术相比于机械矢量控制在结构质量以及调节响应速率上具有优势,是未来先进飞行器的关键技术之一。为评估振荡射流激励的气动矢量喷管在发动机整机环境下的应用效果,本文利用微型涡喷发动机开展了引气射流试验和数值模拟研究。结果表明:振荡射流激励的气动矢量喷管具有较高的控制效率,仅消耗2%的发动机引气量可以实现17°的推力矢量偏转,同时轴向推力损失小于10%;进一步的数值模拟研究表明,振荡射流相比于小孔定常射流具有更高的射流初速度和更强的横向扫掠作用,是振荡射流控制效率提升的内在机理。 展开更多

关键词 涡喷发动机 气动矢量 康达效应 同向流 振荡射流 热态喷管试验

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次流通道对双喉道气动矢量喷管的性能影响研究 被引量：10

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作者 范志鹏 徐惊雷 郭帅 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1174-1180,共7页

为了进一步了解次流通道对双喉道气动矢量喷管(Dual Throat Nozzle,DTN)气动矢量性能的影响,基于二维DTN喷管构型进行了详细的数值模拟研究。结果表明:收扩的次流通道相对于平直的次流通道不会改善DTN喷管的推力矢量性能;随着次流流量增... 为了进一步了解次流通道对双喉道气动矢量喷管(Dual Throat Nozzle,DTN)气动矢量性能的影响,基于二维DTN喷管构型进行了详细的数值模拟研究。结果表明:收扩的次流通道相对于平直的次流通道不会改善DTN喷管的推力矢量性能;随着次流流量增加,DTN的推力矢量角存在一个最大值,超过该值各推力矢量性能均会降低;次流通道宽度对DTN喷管推力矢量性能影响显著:(1)次流宽度不影响所能达到的最大推力矢量角;(2)小的次流宽度在进口总压较高的条件下具有更高的推力矢量角;(3)增大次流宽度能降低次流总压,但达到的矢量角会有所减小。 展开更多

关键词 双喉道气动矢量喷管 次流管道 次流百分比 推力矢量性能 数值模拟

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基于RBF和PSO的双喉道气动矢量喷管优化设计 被引量：7

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作者 吴正科 杨青真 +1 位作者 施永强 李岳锋 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期451-456,共6页

本文探索了一种能多变量综合优化的方法,即对喷管进行参数化设计后,用均匀试验设计(UED)将试验样本均匀散布在设计区间内,求出各性能参数后,利用径向基神经网络(RBF)对试验样本进行拟合,再用粒子群算法(PSO)对训练好的神经网络进行寻优... 本文探索了一种能多变量综合优化的方法,即对喷管进行参数化设计后,用均匀试验设计(UED)将试验样本均匀散布在设计区间内,求出各性能参数后,利用径向基神经网络(RBF)对试验样本进行拟合,再用粒子群算法(PSO)对训练好的神经网络进行寻优,找出了更好的双喉道气动矢量喷管设计参数组合。数值模拟结果显示,优化后的双喉道气动矢量喷管的矢量角有了明显提高。试验表明这种优化方法具有很好的优化能力,可以用来对喷管几何外形进行参数优化。 展开更多

关键词 双喉道气动矢量喷管 矢量优化 均匀试验设计 径向基神经网络 粒子群算法

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气动矢量喷管二次流对发动机性能的影响 被引量：4

4

作者 张晓博 王占学 刘增文 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期3-7,共5页

发动机处于推力矢量的工作状态时,二次流引气和喷射均会对发动机的部件匹配和性能产生影响。将气动矢量喷管置于发动机环境下,综合考虑了从风扇/高压压气机引出二次流,及二次流在喷管扩张段与主流的掺混等过程对发动机性能的影响。基于... 发动机处于推力矢量的工作状态时,二次流引气和喷射均会对发动机的部件匹配和性能产生影响。将气动矢量喷管置于发动机环境下,综合考虑了从风扇/高压压气机引出二次流,及二次流在喷管扩张段与主流的掺混等过程对发动机性能的影响。基于发动机部件匹配技术及CFD技术,对二次流对发动机性能的影响进行了数值模拟。结果表明:选取风扇或高压压气机引气实现气动矢量喷管,均会使发动机性能有较大幅度的下降;在满足二次流压力需求的前提下,宜采用风扇引气作为二次流气源。 展开更多

关键词 航空发动机 气动矢量喷管 数值模拟 二次流位置

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轴对称矢量喷管气动矢量角和流量系数计算方法研究 被引量：2

5

作者 朱燕 王占学 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期229-232,共4页

为定量分析推力矢量对发动机性能的影响,文章基于复杂的三平面几何关联关系建立了轴对称矢量喷管几何矢量角对气动矢量角、流量系数影响的数学模型。通过对比实验结果和用基于CFD方法的数学模型计算的结果,研究了此方法的适用性及它的... 为定量分析推力矢量对发动机性能的影响,文章基于复杂的三平面几何关联关系建立了轴对称矢量喷管几何矢量角对气动矢量角、流量系数影响的数学模型。通过对比实验结果和用基于CFD方法的数学模型计算的结果,研究了此方法的适用性及它的实用价值。结果表明此模型适用于大多数喷管,并具有较高的计算精度。 展开更多

关键词 矢量喷管 气动矢量角 流量系数

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一种大落压比气动矢量喷管的仿真研究

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作者 周唯阳 黄河峡 谭慧俊 《航空兵器》 2013年第3期35-40,共6页

为了提高气动矢量喷管在大落压比下的综合气动性能,在双喉道气动矢量喷管的基础上提出了一种适合于在大落压比下工作的气动矢量喷管,利用数值仿真对其流动特征和关键几何参数的影响规律进行了研究。结果表明提出的气动矢量喷管方案具有... 为了提高气动矢量喷管在大落压比下的综合气动性能,在双喉道气动矢量喷管的基础上提出了一种适合于在大落压比下工作的气动矢量喷管,利用数值仿真对其流动特征和关键几何参数的影响规律进行了研究。结果表明提出的气动矢量喷管方案具有相对较高的综合气动性能。 展开更多

关键词 气动矢量喷管 大落压比 推力系数 矢量角

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垂直发射快速转弯气动力/推力矢量控制研究 被引量：12

7

作者 闫循良 陈士橹 +1 位作者 王志刚 徐敏 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期57-60,共4页

研究战术导弹垂直发射快速转弯复合控制技术。针对气动力/推力矢量复合控制技术,提出了战术导弹垂直发射程序转弯方案;建立了导弹的气动力/推力矢量复合控制数学模型;通过设计线性组合的舵复合策略,将系统由多输入-单输出,转变为单入-... 研究战术导弹垂直发射快速转弯复合控制技术。针对气动力/推力矢量复合控制技术,提出了战术导弹垂直发射程序转弯方案;建立了导弹的气动力/推力矢量复合控制数学模型;通过设计线性组合的舵复合策略,将系统由多输入-单输出,转变为单入-单出系统;设计了复合控制回路并进行了回路分析,纵向回路频域特性分析表明,系统具有良好的鲁棒性和动态特性;最后通过弹道的六自由度仿真,验证了所设计的复合控制策略的可行性。 展开更多

关键词 战术导弹 垂直发射 快速转弯 气动力/推力矢量控制

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气动力／推力矢量复合控制空空导弹最佳转弯规律 被引量：3

8

作者 孙杰 杨军 楚德强 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2009年第5期122-124,共3页

针对气动力/推力矢量复合控制空空导弹大离轴角发射的快速转弯问题,根据bang-bang控制理论,给出了导弹终端弹道角受限情况下,以最大末速为性能指标的最佳转弯规律。针对空空导弹纯气动力控制和复合控制两种情况,分别进行了初制导弹道的... 针对气动力/推力矢量复合控制空空导弹大离轴角发射的快速转弯问题,根据bang-bang控制理论,给出了导弹终端弹道角受限情况下,以最大末速为性能指标的最佳转弯规律。针对空空导弹纯气动力控制和复合控制两种情况,分别进行了初制导弹道的设计和仿真。结果显示,在中空低速发射时,采用后者转弯性能明显高于纯气动力控制导弹,而当初速高于1.2 Ma时,二者转弯性能非常接近。 展开更多

关键词 大离轴角发射 气动力/推力矢量控制 BANG-BANG控制 最佳转弯规律

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基于气动力/推力矢量控制的飞行器性能分析 被引量：4

9

作者 陈经纬 陈康 +1 位作者 尙妮妮 闫杰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期877-881,共5页

采用推力矢量技术的飞行器通过喷管偏转和发动机产生的推力来获取额外的控制力矩从而实现对飞行器的姿态控制。其突出特点是控制力矩与发动机紧密相关,而不受飞行器本身姿态的影响。对于高超声速飞行器,推力矢量提供的等效舵偏角可以部... 采用推力矢量技术的飞行器通过喷管偏转和发动机产生的推力来获取额外的控制力矩从而实现对飞行器的姿态控制。其突出特点是控制力矩与发动机紧密相关,而不受飞行器本身姿态的影响。对于高超声速飞行器,推力矢量提供的等效舵偏角可以部分替代气动舵偏角,这对飞行器的减阻和防热都十分有利。主要研究高超声速飞行器气动力与推力矢量组合控制的问题。通过建立高超声速飞行器的动力学/运动学模型,设计了基于气动力和推力矢量的组合控制器,使所需的舵偏角由气动力和推力矢量一起提供,通过理论分析和六自由度仿真,对组合控制的效果进行仿真验证。仿真表明当所需舵偏角较小时,推力矢量装置产生的等效舵偏角可以完全提供,气动舵几乎不用偏转;当所需舵偏角较大时,推力矢量装置和气动舵一起提供。结果表明这种组合控制具有较好的工程实际应用价值。 展开更多

关键词 高超声速飞行器数学模型 气动力/推力矢量组合控制 等效气动力 临近空间

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射流缝对激波诱导矢量喷管三维流场影响的数值模拟 被引量：1

10

作者 雷金春 金捷 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期63-66,共4页

在设计工况下,采用RNGk-ε湍流模型对扩张段不同射流缝几何结构的激波诱导轴对称气动矢量喷管进行了数值模拟。结果表明,流场结构的主要特征是在扩张段有一个主分离涡与一个旋向相反的射流角涡及次流与出口截面之间有一个较大的回流区... 在设计工况下,采用RNGk-ε湍流模型对扩张段不同射流缝几何结构的激波诱导轴对称气动矢量喷管进行了数值模拟。结果表明,流场结构的主要特征是在扩张段有一个主分离涡与一个旋向相反的射流角涡及次流与出口截面之间有一个较大的回流区。周向角,射流缝距出口截面轴向距离和轴向角是射流缝结构优化的三个关键参数,周向角为45°,射流缝距喷管出口截面轴向距离为19 mm,次流注入方向与主流方向相反时产生大的有效矢量角。 展开更多

关键词 气动矢量喷管+ 射流缝几何结构+ 气动特性 数值仿真

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二次扩张型射流矢量喷管的设计及性能计算

11

作者 张永升 王延奎 +1 位作者 于晓伟 邓学蓥 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期261-264,318,共5页

应用数值模拟的方法对二次扩张型射流矢量喷管进行设计并研究了其推力矢量性能,探讨了二次扩张段注入射流产生推力矢量的机理,分析了二次扩张角度以及次主流压力比(SPR,Secondary to Primary total pressure Ratio)的变化对喷管主喷流... 应用数值模拟的方法对二次扩张型射流矢量喷管进行设计并研究了其推力矢量性能,探讨了二次扩张段注入射流产生推力矢量的机理,分析了二次扩张角度以及次主流压力比(SPR,Secondary to Primary total pressure Ratio)的变化对喷管主喷流偏转特性的影响.计算结果表明:在二次扩张段上注入二次射流可使喷管的出口段在不同区域产生不均匀的压强分布并且迫使主喷流发生偏转产生推力矢量;二次扩张型喷管比无二次扩张型喷管具有更好的推力矢量性能;二次扩张角度越大喷管产生的气动矢量角越大,在文中设计条件下二次扩张型喷管的气动矢量角最大可达39;°气动矢量角随次主流压比SPR的增大而增大. 展开更多

关键词 矢量喷管 射流 气动矢量角 数值模拟

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双轴承旋转喷管型面设计及数值模拟研究 被引量：1

12

作者 李瑶 徐惊雷 +2 位作者 潘睿丰 张玉琪 黄帅 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期95-106,共12页

针对短距/垂直起降战斗机高机动飞行的迫切需求及其矢量喷管机械结构复杂笨重的问题,提出了基于轴对称双喉道气动矢量喷管设计的双轴承旋转喷管,通过采用双轴承结构和双喉道气动矢量喷管相结合的方式,减少驱动结构,使喷管能更高效、轻... 针对短距/垂直起降战斗机高机动飞行的迫切需求及其矢量喷管机械结构复杂笨重的问题,提出了基于轴对称双喉道气动矢量喷管设计的双轴承旋转喷管,通过采用双轴承结构和双喉道气动矢量喷管相结合的方式,减少驱动结构,使喷管能更高效、轻便地实现短距/垂直起降,并且赋予了飞行器平飞模态高机动飞行的潜力。基于典型轴对称双喉道气动矢量喷管构型,开展了双轴承旋转喷管的型面设计和运动规律研究,利用数值模拟开展关键设计参数对喷管流场的影响研究,获得喷管的性能变化规律。结果表明,短距/垂直起降模态下,典型构型的双轴承旋转喷管推力矢量角最大可达108°,满足短距/垂直起降飞行器对喷管的要求。凹腔段的长短轴比值对喷管短距/垂直起降模态的性能影响较大,相同落压比条件下,长短轴比值越大,喷管的总推力系数越低,推力矢量角越大,并且推力矢量角最大差值达到41°。本文所提出的双轴承旋转喷管可为未来具备短距/垂直起降、高机动性能的飞行器动力系统提供一种新的解决方案。 展开更多

关键词 短距/垂直起降 双轴承旋转喷管 双喉道气动矢量喷管 气动性能 数值模拟

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红外近距格斗空空导弹发展展望 被引量：24

13

作者 樊会涛 刘代军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期564-568,共5页

在最近发生的几次局部战争中,空空导弹对夺取制空权起到了非常重要的作用,许多国家都开始发展和装备新一代空空导弹。分析了现代空战对新一代红外近距格斗导弹的要求,指出拦截巡航导弹将成为新一代红外格斗导弹的作战使命。介绍了国外... 在最近发生的几次局部战争中,空空导弹对夺取制空权起到了非常重要的作用,许多国家都开始发展和装备新一代空空导弹。分析了现代空战对新一代红外近距格斗导弹的要求,指出拦截巡航导弹将成为新一代红外格斗导弹的作战使命。介绍了国外新一代红外近距格斗导弹典型型号的发展情况,主要是美国的AIM-9X、英国的ASRAAM、德国的IRIS-T。最后对新一代红外近距格斗导弹普遍采用的关键技术——气动外形与系统设计、红外成像制导、气动力/推力矢量复合控制、小型捷联惯导等进行了探讨。 展开更多

关键词 红外近距格斗导弹 红外成像制导 气动力/推力矢量复合控制

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倾转旋翼机飞行控制系统变结构设计 被引量：2

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作者 朱学平 杨军 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第S8期700-702,共3页

文中针对倾转旋翼机拉力矢量/气动力组合控制的特点,在完成倾转旋翼机建模的基础上,采用滑模变结构控制对飞行控制系统进行了设计。提出了一套利用俯仰角、俯仰角速度构造爬升角、爬升角速度以解算滑动超平面方程的工程可实现方法,并针... 文中针对倾转旋翼机拉力矢量/气动力组合控制的特点,在完成倾转旋翼机建模的基础上,采用滑模变结构控制对飞行控制系统进行了设计。提出了一套利用俯仰角、俯仰角速度构造爬升角、爬升角速度以解算滑动超平面方程的工程可实现方法,并针对变结构控制的颤振问题,给出了工程消颤算法。最后,通过仿真验证了所设计的控制系统具有良好的动态性能,具有较好的工程参考价值。 展开更多

关键词 倾转旋翼机 飞行模式转换 拉力矢量/气动力组合控制 变结构设计

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