轴对称推力矢量喷管动力学特性仿真与分析

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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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轴对称矢量喷管数值模拟及数学模型研究 被引量：8

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作者 卢燕 樊思齐 马会民 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期383-386,共4页

应用数值模拟方法对轴对称推力矢量喷管的内流场性能进行了研究 ,采用 Jameson提出的有限体积法计算了矢量喷管的内部流场和性能参数 ,分析了性能参数及其相关参数之间的关系 。

关键词 轴对称 矢量喷管 数值模拟 有限体积法 数学模型 推力矢量 飞机

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轴对称矢量喷管内外流场的数值模拟 被引量：6

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作者 于芳芳 邓小宝 +1 位作者 马争胜 姜健 《机械设计与制造》 北大核心 2008年第9期146-148,共3页

在同一偏转角度下,随着喷管压比的增大,推力系数先减后增再减小,而矢量角先增大再减小;在相同喷管压比下,矢量角与喷管偏转角呈线性关系。利用数值计算结果和人工神经网络,建立该轴对称矢量喷管的性能预测模型,喷管性能预测结果与计算... 在同一偏转角度下,随着喷管压比的增大,推力系数先减后增再减小,而矢量角先增大再减小;在相同喷管压比下,矢量角与喷管偏转角呈线性关系。利用数值计算结果和人工神经网络,建立该轴对称矢量喷管的性能预测模型,喷管性能预测结果与计算值吻合较好,从而验证了该模型的有效性,为减少计算和试验点数节省经费和时间提供了有效的途径。 展开更多

关键词 轴对称矢量喷管 矢量角 推力系数 数值模拟 人工神经网络

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球型收敛调节片喷管静态内性能数值研究 被引量：9

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作者 王宏亮 张靖周 单勇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期443-447,共5页

基于CFD数值计算软件,针对喉部宽高比为2.083的球型收敛调节片喷管,进行了矢量与非矢量状态下的内性能数值研究。考察了在不同俯仰和偏航矢量状态下,喷管推力系数、流量系数的变化及落压比对气动矢量角的影响。结果表明:俯仰和偏航两种... 基于CFD数值计算软件,针对喉部宽高比为2.083的球型收敛调节片喷管,进行了矢量与非矢量状态下的内性能数值研究。考察了在不同俯仰和偏航矢量状态下,喷管推力系数、流量系数的变化及落压比对气动矢量角的影响。结果表明:俯仰和偏航两种矢量状态对喷管的推力系数、流量系数产生的影响都在3%以内。喷管的俯仰是通过同时转动上下扩张板来实现的,其与偏航作动相比表现出对性能更大的影响;另外发现在设计压比之前,气动俯仰角出现了随落压比先增大后减小的趋势,而设计压比之后渐渐趋于不变,基本和几何俯仰角相等,但落压比对气动偏航角却没有表现出太大的影响。 展开更多

关键词 航空航天推进系统 球型收敛调节片喷管 矢量推力 内特性

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球形收敛调节片推力矢量喷管的发展 被引量：12

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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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固体塞式喷管二次喷射推力矢量控制 被引量：4

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作者 琚春光 刘宇 廖云飞 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期78-81,共4页

结合塞式喷管的结构特点,选用流体二次喷射的方法,在应用迎风格式求解N-S方程的基础上,对固体塞式喷管发动机的推力矢量控制进行了初步研究。考察了工作压比、流体二次喷射的角度和流量对固体塞式喷管的高度特性以及流体二次喷射产生的... 结合塞式喷管的结构特点,选用流体二次喷射的方法,在应用迎风格式求解N-S方程的基础上,对固体塞式喷管发动机的推力矢量控制进行了初步研究。考察了工作压比、流体二次喷射的角度和流量对固体塞式喷管的高度特性以及流体二次喷射产生的侧向力的影响。结果表明,流体二次喷射的推力矢量控制方法可以增加塞式喷管的轴向力;流体二次喷射产生的侧向力与二次喷射的流量和角度成正变关系;塞式喷管轴向力的增加随着二次流流量的增加而增加,但是二次流对轴向力的增加与二次流喷射的角度成反变关系。 展开更多

关键词 固体推进剂火箭发动机 塞式喷管 推力矢量控制 二次喷射

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环喉环簇塞式喷管推力矢量控制研究 被引量：3

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作者 琚春光 刘宇 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期306-310,共5页

针对环喉环簇塞式喷管发动机的结构特点,提出了二次流喷射实现推力矢量控制的方案,并用数值方法研究了二次流的总温、总压、位置、角度、流量、喷射孔的数量以及孔间距等工作参数对推力矢量控制性能的影响。结果表明,侧向力与二次流的... 针对环喉环簇塞式喷管发动机的结构特点,提出了二次流喷射实现推力矢量控制的方案,并用数值方法研究了二次流的总温、总压、位置、角度、流量、喷射孔的数量以及孔间距等工作参数对推力矢量控制性能的影响。结果表明,侧向力与二次流的总温、总压、流量成正比关系;多孔比单孔的喷射效果好,孔与孔的间距要适当;逆向喷射比顺向喷射产生的侧向力大;喷射孔位置的选取受工作压比的影响很大。 展开更多

关键词 火箭发动机 塞式喷管 推力矢量控制 二次喷射

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基于UG/Motion的轴对称球面塞式矢量喷管运动仿真 被引量：2

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作者 赵春生 金文栋 +1 位作者 徐速 杜桂贤 《航空发动机》 2013年第5期51-54,70,共5页

根据轴对称球面塞式矢量喷管的结构特点,应用UG NX软件自顶向下装配建模技术建立了该喷管3维实体模型,并运用UG/Motion技术建立该喷管的运动模型。通过对该运动模型的运动仿真模拟了该喷管的真实非矢量和矢量运动状态,验证了运动机构方... 根据轴对称球面塞式矢量喷管的结构特点,应用UG NX软件自顶向下装配建模技术建立了该喷管3维实体模型,并运用UG/Motion技术建立该喷管的运动模型。通过对该运动模型的运动仿真模拟了该喷管的真实非矢量和矢量运动状态,验证了运动机构方案的合理性和可行性。初步研究了矢量作动筒不同布置方式对控制规律的影响,确定矢量作动筒的控制规律及行程范围和主要运动构件的运动轨迹,为喷管模型试验件工程设计提供了依据。 展开更多

关键词 轴对称球面塞式矢量喷管 UG NX 自顶向下建模 运动仿真

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基于微型涡喷发动机的轴对称矢量喷管特性 被引量：3

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作者 樊开岗 陈鑫 +1 位作者 董立伟 张威江 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2020年第4期15-22,共8页

以微型涡喷发动机为平台进行了收敛型轴对称矢量喷管的数值特性模拟和实验验证。以雷诺时均方程为控制方程,采用SST k-ω模型研究了在微型涡喷发动机设计状态下轴对称矢量喷管不同几何偏转角下的俯仰推力矢量角特性、推力特性等,并基于... 以微型涡喷发动机为平台进行了收敛型轴对称矢量喷管的数值特性模拟和实验验证。以雷诺时均方程为控制方程,采用SST k-ω模型研究了在微型涡喷发动机设计状态下轴对称矢量喷管不同几何偏转角下的俯仰推力矢量角特性、推力特性等,并基于该型微型涡喷发动机推力矢量特性实验对仿真模拟结果进行验证和补充。数值模拟和实验的结果表明,喷管出口几何偏转角在0°到20°之间,发动机推力损失较少,且俯仰推力、俯仰推力矢量角与几何偏角具有良好的线性关系。 展开更多

关键词 轴对称矢量喷管 微型涡喷发动机 数值模拟 推力特性

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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

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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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基于虚拟样机技术的轴对称推力矢量控制伺服机构设计 被引量：2

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作者 李志臣 朱文海 《现代防御技术》 北大核心 2005年第6期37-42,共6页

利用ADAMS软件建立了轴对称推力矢量控制伺服机构的虚拟样机,分析了4个关键设计点对伺服作动器运动时的交连干扰、正负摆角的不对称性以及驱动力臂波动的影响,完成了伺服机构布局方案的优化,为伺服机构布局方案的设计提供了精确的分析... 利用ADAMS软件建立了轴对称推力矢量控制伺服机构的虚拟样机,分析了4个关键设计点对伺服作动器运动时的交连干扰、正负摆角的不对称性以及驱动力臂波动的影响,完成了伺服机构布局方案的优化,为伺服机构布局方案的设计提供了精确的分析模型。 展开更多

关键词 虚拟样机 ADAMS软件 推力矢量控制 全轴摆动喷管

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一种三组元直排塞式喷管发动机系统方案

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作者 李兵科 沈赤兵 周进 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期228-231,共4页

三组元发动机和塞式喷管发动机均是实现单级入轨的关键技术。针对三组元(液氢、液氧、煤油)直排塞式喷管发动机提出了一套系统结构方案,并对其进行了初步的研究计算。发动机采用泵压式燃气发生器动力循环系统。利用蝶形活门关闭煤油管... 三组元发动机和塞式喷管发动机均是实现单级入轨的关键技术。针对三组元(液氢、液氧、煤油)直排塞式喷管发动机提出了一套系统结构方案,并对其进行了初步的研究计算。发动机采用泵压式燃气发生器动力循环系统。利用蝶形活门关闭煤油管路、利用可调气蚀管调节氢氧流量转变工况,利用可调气蚀文氏管和涡轮排气进行推力矢量控制。以已有的三组元塞式喷管发动机推力室设计、分析为基础,继承了三组元发动机和塞式喷管的研制成果,是技术先进、性能高、可在短期内实现的新型液体火箭发动机。 展开更多

关键词 液体推进剂火箭发动机 三元推进剂 塞式喷管 结构设计 推力向量控制

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缩比验证机轴对称矢量喷管设计与验证

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作者 孟祥喆 赵志俊 郑浩 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2021年第11期1793-1797,共5页

在某缩比验证机推力矢量系统研制中,首先采用两套电动舵机驱动的连杆机构的设计方案,实现了矢量喷管的轴对称偏转。通过分析矢量喷管偏转过程中作动机构受力关系和运动关系,得到舵机需提供的最大扭矩与最大铰链力矩的关系。分别采用工... 在某缩比验证机推力矢量系统研制中,首先采用两套电动舵机驱动的连杆机构的设计方案,实现了矢量喷管的轴对称偏转。通过分析矢量喷管偏转过程中作动机构受力关系和运动关系,得到舵机需提供的最大扭矩与最大铰链力矩的关系。分别采用工程估算和CFD数值模拟两种方法对矢量喷管偏转产生的铰链力矩进行了计算。通过地面试验和飞行试验验证了所研制的轴对称推力矢量系统满足工程应用要求。 展开更多

关键词 轴对称矢量喷管 铰链力矩 动量定理 数值模拟 飞行试验

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