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飞行过载下燃烧室凝相粒子沉积特征数值研究

固体火箭技术 2017年第3期40卷 302-306页

作者：刘长猛余贞勇李侃赵金萍中国航天科技集团公司四院四十一所西安710025 中国航天科技集团公司第四研究院西安710025

固体发动机燃烧室部分凝相粒子在飞行过载作用下产生沉积,严重影响发动机工作性能。通过确定燃烧室粒子参数和建立燃烧室内两相流场数值方法,获得了发动机不同轴向过载下粒子运动及沉积规律。与试验数据进行对比分析,验证了计算方法的... 详细信息

固体发动机燃烧室部分凝相粒子在飞行过载作用下产生沉积,严重影响发动机工作性能。通过确定燃烧室粒子参数和建立燃烧室内两相流场数值方法,获得了发动机不同轴向过载下粒子运动及沉积规律。与试验数据进行对比分析,验证了计算方法的准确性。数值结果表明,随着轴向过载增大,后封头及喷管潜入段粒子沉积质量逐渐增大。沉积粒子粒径大于凝相粒子平均值,即粒子粒径越大,越容易沉积。轴向过载增大,减小了粒子在发动机内部的驻留时间,凝相粒子平均驻留时间均大于0.13 s。

关键词：固体火箭发动机飞行过载粒子沉积

飞行过载及安装间隙对主安装节推力测量的影响

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航空发动机 2020年第3期46卷 35-39页

作者：张强中国飞行试验研究院西安710089

为了研究飞行过载和推力销安装间隙对推力测量结果的影响,根据安装节推力测量原理开展一系列推力校准试验,获得了不同过载和安装间隙下的推力校准方程。通过结果分析得出飞行过载和安装间隙对推力测量结果的影响关系和解决措施。结果表... 详细信息

为了研究飞行过载和推力销安装间隙对推力测量结果的影响,根据安装节推力测量原理开展一系列推力校准试验,获得了不同过载和安装间隙下的推力校准方程。通过结果分析得出飞行过载和安装间隙对推力测量结果的影响关系和解决措施。结果表明:当飞行过载不超过2g时,安装间隙为4~6 mm,且在发动机慢车以上状态时,可以忽略飞行过载和推力销安装间隙的影响;当飞行过载超过2g时,需要根据实际的过载系数和安装间隙对主安装节推力进行修正,以获得更高精度的推力测量结果。

关键词：主安装节推力飞行过载安装间隙航空发动机

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飞行过载与飞行姿态半实物仿真技术研究

飞行过载与飞行姿态半实物仿真技术研究

作者：李春颖北京理工大学

学位级别：硕士

本文围绕飞行过载与飞行姿态仿真的技术问题,将三轴飞行模拟转台与离心机结合,提出一种新型飞行过载模拟器。并且对飞行过载与飞行姿态耦合后进行了飞行过载模拟器的动力学分析,然后建立了飞行过载模拟器的动力学模型,并且分析了飞行过... 详细信息

本文围绕飞行过载与飞行姿态仿真的技术问题,将三轴飞行模拟转台与离心机结合,提出一种新型飞行过载模拟器。并且对飞行过载与飞行姿态耦合后进行了飞行过载模拟器的动力学分析,然后建立了飞行过载模拟器的动力学模型,并且分析了飞行过载模拟器的转矩耦合问题及验证解耦的可行性和有效性,最后将飞行过载与飞行姿态耦合后的模型进行了仿真,并且对仿真结果进行了分析。论文主要工作如下:首先,介绍了本论文的课题来源和研究背景,提出了本文所研究问题的必要性和意义。具体介绍了国内外三轴飞行转台和离心机的研究成果,给出了飞行过载模拟器的研究综述。其次,介绍了飞行过载模拟器的系统组成及安装设计。指出三轴飞行模拟转台的功能是根据计算机的指令,实时跟随指令信号,通过控制转台滚动、俯仰、航向轴系运动,来模拟姿态角变化,达到对飞行器的姿态仿真的作用。并且进一步对其驱动装置的选择和结构设计进行了分析。介绍了离心机的工作原理。介绍了两种飞行过载模拟器,给出了结构图,并做出了简单的介绍。搭建出飞行过载模拟器的结构以后,就可以对其进行动力学分析。再次,主要进行飞行过载和飞行姿态的动力学分析,关键问题在于搭建在过载情况下飞行姿态仿真的模型。核心部分是搭建飞行过载模拟器的动力学方程。对三轴飞行模拟转台的动力学进行了分析,其中包括坐标变换,转矩方程,环轴间传递的耦合转矩方程的建立。对三轴飞行模拟转台的内框架、中框架及外框架控制模型进行建模,得到三个框架的动力学方程。对飞行过载模拟器的摩擦转矩进行分析,找到由重力及离心力产生的摩擦转矩的方程,最终得到飞行过载模拟器的动力学方程。还有,应用NARX神经网络解决了飞行过载模拟器轴间的转矩耦合。给出了飞行过载模拟器的一般性动力学模型,并且验证了模型的可逆性。这是使用NARX神经网络解耦控制的先决条件。IMC策略介绍如何实现解耦控制,在NARX神经网络中用于识别飞行过载模拟器的逆模型。提出了一个合适的实时学习校正算法训练的神经网络,保证了网络的收敛性。提出的解耦控制理论是对飞行过载模拟器的应用程序进行测试。应用程序演示的结果证明了NARX神经网络解耦控制在飞行过载模拟器三个轴解耦控制上的有效性。最后,完成了对不同过载情况下飞行姿态进行仿真实验的研究,并且对仿真图形进行了分析和对比,得出了过载量越大导致姿态角越小的结论。

关键词：飞行过载飞行姿态飞行过载模拟器转矩解耦半实物仿真

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基于飞行过载的低速旋转弹箭章动特性研究

弹箭与制导学报 2018年第5期38卷 39-42,46页

作者：张意齐竹昌毕艳超王天明西安现代控制技术研究所西安710065

针对低速旋转弹箭飞行过程中出现的姿态振荡问题,飞行试验中通常采用转速传感器及过载传感器进行飞行品质的测量,当出现姿态振荡时只能根据过载信号发现章动现象,而无法定量分析。文中通过对飞行过程中基于弹体系下的过载传感器信息进... 详细信息

针对低速旋转弹箭飞行过程中出现的姿态振荡问题,飞行试验中通常采用转速传感器及过载传感器进行飞行品质的测量,当出现姿态振荡时只能根据过载信号发现章动现象,而无法定量分析。文中通过对飞行过程中基于弹体系下的过载传感器信息进行频率特性分析,对姿态章动过程进行了定量解算,重构飞行章动过程,并通过弹道仿真对分析方法和分析结果进行了验证,为了解飞行状态及飞行品质提供评价依据。

关键词：低速旋转弹箭飞行过载飞行章动飞行品质

歼击机飞行员训练飞行过载与加速度耐力的关系

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空军总医院学报 1991年第3期7卷 145-146页

作者：苗述楷空军总医院临床实验科

歼击机飞行员在飞行训练中,有时出现黑视与晕厥。然而在各种不同飞行课目中,其加速度过载值及其作用时间,究竟有多大呢?其影响如何?本文旨在研究飞行员空中飞行出现的g值对飞行员的影响。为此,采用苏式Cπ-11对四种主要课目进行了实际g... 详细信息

歼击机飞行员在飞行训练中,有时出现黑视与晕厥。然而在各种不同飞行课目中,其加速度过载值及其作用时间,究竟有多大呢?其影响如何?本文旨在研究飞行员空中飞行出现的g值对飞行员的影响。为此,采用苏式Cπ-11对四种主要课目进行了实际g值的检测,探讨报告如下。资料与方法对象:歼击机飞行员9名,男性,年龄25～35岁。飞行机种:歼教-5,歼-5。飞行课目:练习23、28、311、119。

关键词：歼击机飞行员飞行训练黑视晕厥飞行过载加速度耐力

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前后翼型装药结构SRM气固两相流动特性

航空动力学报 2022年第3期37卷 664-672页

作者：张俊秦磊高天宇王明华金沈鑫高璞清上海海洋大学工程学院上海201306 中国航天科工集团有限公司第六研究院第41研究所呼和浩特010010

基于可压缩流动强守恒型Navier⁃Stokes方程,运用颗粒轨道模型(PTM)和shear stress transfer(SST)k⁃ω湍流模型,采用计算单元内颗粒源法(PSIC)进行气固两相耦合计算,建立了某型前后翼型装药结构固体火箭发动机(SRM)工作初期的三维两相内... 详细信息

基于可压缩流动强守恒型Navier⁃Stokes方程,运用颗粒轨道模型(PTM)和shear stress transfer(SST)k⁃ω湍流模型,采用计算单元内颗粒源法(PSIC)进行气固两相耦合计算,建立了某型前后翼型装药结构固体火箭发动机(SRM)工作初期的三维两相内流场数值计算模型。对比分析了纯气相和气固两相条件下的SRM内部压强场、速度场、粒子沉积质量浓度和分布规律;重点研究了SRM燃烧室和喷管不同部位的颗粒沉积质量浓度,并考虑了不同颗粒物粒径、横向及纵向过载等因素的影响。结果表明:前后翼型装药结构SRM工作过程所产生的固体粒子主要集中于药柱前翼、后翼及筒段壁面;随着颗粒物粒径增加,各监测面上的粒子沉积质量浓度均升高;横向过载量与承载面最大颗粒沉积量呈正相关,且承载面和非承载面的粒子分布不均匀;随着轴向过载增加,颗粒物沿过载方向不断积累,逃逸率升高,沉积量降低;过载所引起的颗粒物方向偏转将同时影响燃烧室和喷管壁面的粒子沉积质量浓度,在前后翼型装药结构SRM绝热层设计中应充分考虑。

关键词：固体火箭发动机两相流前后翼结构飞行过载粒子直径粒子沉积质量浓度

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过载下燃烧室粒子特性与绝热层烧蚀研究进展

固体火箭技术 2015年第1期38卷 30-36,66页

作者：田维平许团委王健儒西北工业大学航天学院西安710072 中国航天科技集团公司四院西安710025 中国航天科技集团公司四院四十一所西安710025

总结和分析了国、内外对飞行过载下固体火箭发动机中出现的绝热层烧蚀问题的研究方法。详细阐述了燃烧室粒子粒度参数确定方法、过载流场数值模拟方法及地面模拟过载试验方法等方面研究进展。首次提出了获取过载下粒子分布参数的两种新... 详细信息

总结和分析了国、内外对飞行过载下固体火箭发动机中出现的绝热层烧蚀问题的研究方法。详细阐述了燃烧室粒子粒度参数确定方法、过载流场数值模拟方法及地面模拟过载试验方法等方面研究进展。首次提出了获取过载下粒子分布参数的两种新途径,即基于飞行发动机的粒子收集分析法与故障位置反算分析法,给出了两种方法下的粒度分布参数;并提出了用火箭橇模拟过载下绝热层烧蚀的方法。结合某战术发动机,基于过载流场计算结果,讨论了短时间大过载与长时间中、小过载等两种典型工况对绝热层的烧蚀影响,并给出了热防护设计时应注意的问题。

关键词：固体火箭发动机飞行过载粒子特性绝热层烧蚀研究进展

加速疲劳试验谱块的高载循环丢失问题及其解决方法

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机械工程学报 2010年第10期46卷 194-198页

作者：蒋荟海军航空工程学院青岛分院青岛266041

在基于飞参数据的飞机重心过载试验谱编制过程中,载荷分级和周期减缩共同作用可能造成部分载荷循环丢失。这些丢失的循环一般幅值较大,来自严重飞行载荷,其取舍对机体结构损伤影响严重,应当采取必要措施予以弥补。在研究两种诱因对循环... 详细信息

在基于飞参数据的飞机重心过载试验谱编制过程中,载荷分级和周期减缩共同作用可能造成部分载荷循环丢失。这些丢失的循环一般幅值较大,来自严重飞行载荷,其取舍对机体结构损伤影响严重,应当采取必要措施予以弥补。在研究两种诱因对循环丢失影响的基础上,提出一种长短周期相结合的试验谱制作方法:先用平均单次飞行时间制作基本周期谱块,并参照严重载荷出现规律确定长周期,依据长周期进行周期延拓制作出延拓谱,再用延拓周期进行一次减缩,从而找回绝大部分丢失的载荷循环,以合理的方式添加到延拓谱中,构成加速试验周期谱块。该方法不仅较好地解决了试验谱制作过程中出现的载荷循环丢失问题和加载周期长短难以兼顾的矛盾,计算结果还表明,该方法得到的谱损伤与原谱损伤的误差在可接受范围内,优于一般的试验谱块。

关键词：飞机结构强度飞行过载疲劳试验载荷谱周期谱块

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固体火箭发动机工作末期的内流场数值计算

弹箭与制导学报 2018年第3期38卷 58-62页

作者：张俊高天宇高璞清王刚上海海洋大学工程学院上海201306 中国航天科工集团第六研究院第41研究所呼和浩特010010

针对固体火箭发动机(SRM)绝热结构设计中的气固两相内流场数值计算问题,基于Euler-Lagrange方法,应用SSTk-ω湍流模型和颗粒轨道模型(PTM),并用PSIC方法进行气固耦合计算,仿真研究了某型SRM工作末期复合过载条件下的三维两相内流场特性... 详细信息

针对固体火箭发动机(SRM)绝热结构设计中的气固两相内流场数值计算问题,基于Euler-Lagrange方法,应用SSTk-ω湍流模型和颗粒轨道模型(PTM),并用PSIC方法进行气固耦合计算,仿真研究了某型SRM工作末期复合过载条件下的三维两相内流场特性。揭示了两个典型工况下的SRM内部压强和温度场、燃气和粒子速度场、粒子沉积分布及其运动规律,重点分析了SRM不同部位的颗粒沉积浓度变化。结果表明:在复合过载条件下,颗粒沿横向过载的反方向偏移,滞后效应明显,容易撞击喷管收敛段;两种工况下的SRM内部压强、温度及速度场分布规律相近;最高粒子沉积浓度产生于SRM后封头的绝热层内壁,并形成粒子聚集流及其两侧尺度较大的低速旋涡流动现象;随着推进剂的燃面不断推移,在贴近绝热层壁面处的平均粒子沉积浓度呈升高趋势。

关键词：固体火箭发动机飞行过载颗粒轨道模型两相流燃气射流