轴对称矢量喷管运动学建模及运动轨迹分析

作     者：张昊 张起梁 孟令超 罗忠 宋慧涛 ZHANG Hao;ZHANG Qi-liang;MENG Ling-chao;LUO Zhong;SONG Hui-tao

作者机构：辽宁工业大学机械工程与自动化学院辽宁锦州121001 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015 

出 版 物：《航空发动机》 (Aeroengine)

年 卷 期：2024年第50卷第1期

页      面：87-93页

学科分类：082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家级研究项目资助 

主　　题：轴对称矢量喷管 空间多链路 运动学建模 仿真 位姿 运动轨迹 航空发动机 

摘      要：轴对称矢量喷管为复杂的空间多链路机构,是推力矢量技术的核心。为研究其运动规律,将空间机构位置分析法、解析几何法和环路矢量法相结合,建立了轴对称矢量喷管的空间运动学模型。利用数值仿真实现了其运动姿态的仿真,并通过与ADAMS仿真结果对比,验证了该模型的正确性,进而获得轴对称矢量喷管在不同驱动方式下的位姿以及喉口和喷口的面积变化规律。结果表明:喉口状态和喷管运动状态对喷管面积比均有影响,面积比随着A9作动筒的同步伸长呈明显单调递增状态;A9作动筒异步驱动时,喷管面积比变化较小,喷口矢量偏转角角速度与作动筒运动速度呈比例关系,截面形状由圆形逐渐变为空间上扭曲的椭圆形;拉杆尺寸对喷管机构的面积比变化范围有明显影响,拉杆每增大(或减小)1 mm,面积比变化区间整体上移(或下移)0.025。仿真结果有助于了解喷管的运动规律,可为喷管的参数化分析及优化设计提供理论依据。