舰载机蒸汽弹射热力学仿真分析

通过对蒸汽弹射器基本工作原理的了解,运用动力学与热力学知识对其进行分析,考虑风速和开槽汽缸导热及漏气对弹射的影响,在合理的假设前提下利用Matlab/Simulink仿真软件建立出了蒸汽弹射热力学动态仿真模型,并以美国C-13型蒸汽弹射器为对象进行仿真分析,得出弹射过程中舰载机的加速度、速度、位移和储汽筒和汽缸内压力、温度以及漏汽量及耗汽量等参数的变化规律,对进一步了解蒸汽弹射具有一定意义。     

舰载蒸汽弹射内弹道设计计算

应用导弹发射内弹道原理,建立了舰载蒸汽弹射内弹道设计与计算模型。并以某型飞机为例,对所建立的内弹道设计与计算模型进行了仿真计算。仿真结果表明,所建立的模型能较好地满足内弹道设计指标要求,这对舰载蒸汽弹射装置的设计与工程研制具有一定的参考价值。     

国产舰载机采用前轮拖曳弹射可行性探讨

弹射起飞在工程技术上是一种“以小代大”的做法,它能充分克服舰载机自身动力不足的弱点,使其能以较大的起飞重量起飞离舰,自飞机上舰以来一直是人们解决其短距起飞的“最佳选择”。在出现了滑跃起飞方式后,曾经有观点认为战斗机的陆改舰采用滑跃起飞最为简单,但俄罗斯苏-55的发展实践却说明这种看法并不完全正确。人们现在已经意识到,陆基战机上舰还是采用弹射起飞更能达到改装的目的,只需要适当加强机身和起落架强度、在机身上安装弹射受力和着舰阻拦钩就可以了。当然。这也要看采用什么样的弹射联接方式,如果是拖索弹射,则改装是非常简单的;但如果是要采用前轮拖曳弹射方式,则情况又有所不同。早期的舰载水上侦察机是通过一个弹射滑轮与机身联接的,而在二战前和二战后数年时间中,舰载机从航母上弹射起飞一直采用的是拖索弹射。第二代舰载机上舰后,前轮拖曳弹射逐渐代替了拖索弹射。前轮拖曳弹射方式是把弹射钩设置在前起落架上,以致舰载机的前起落架就显得“与众不同”,并成为舰载机付出结构增重代价的重要原因。最近人们在讨论我国歼-10舰载前途时,就因为其腹部进气方式而被认为是不适合改装成弹射起飞舰载机。     

蒸汽弹射内弹道数学模型

本文建立了蒸汽弹射动力装置弹射内弹道数学模型,证明能量方程中进入工作室的总能量应是贮箱中水蒸汽的焓,针对该动力装置涉及变质气体做功和水蒸汽为实际气体等复杂问题,提出了编制程序利用计算机查水蒸汽表进行数值计算求解内弹道方程组。     

航母舰载机蒸汽弹射系统的数学仿真研究

本文通过对飞机弹射系统进行分析，在作基本假设的基础上建立直飞机弹射系统的数学模型。该数学模型包括参数计算和装置设计正，反两个方面。本文较系统地研究了蒸汽弹射系统设计计算的理论 方法同时从研究发射阀供汽规律入手，研究了理想的设计规律和实现理想设计规律的途径和方法。     

弹射＋滑跃——中国航母舰载机起飞方式融合的设想

“辽宁”号航母搭载歼-15N役之后,中国海军新航母的发展就成了热点。在俄罗斯海军失去苏联时代造船体系、短时间内无法恢复航母建造的现在,中国成了除美国之外最有可能独立建造和使用中型以上航母的国家。“辽宁”号航母采用了建造时应用的跃升甲板,歼-也与苏-33有直接的技术联系,这就使其在很多方面与美式弹射起飞航母存在不同。很多文童和资料都细致对比和分析过现有俄式跃升起飞与美式弹射起飞的优劣,本文不准备重复这些对比和说明,仅对这两种起飞方式的特点和问题进行探讨,以便对融合这两种起飞方式的方法进行展望。     

基于流体网络建模技术的船舶蒸汽动力系统仿真软件开发

介绍了船舶蒸汽动力系统工程仿真软件的开发、测试及分析工作.通过对蒸汽动力系统热工流体网络简化、分解,采用模块化技术分别创建动力装置各分系统仿真子网络.数学模型以基本的守恒方程(质量、能量、动量)为基础,采用了两相、多组分和热力不平衡流模型,能更真实地反映系统的瞬态特性.对仿真结果进行了初步理论分析,结果表明,该仿真软件具有较高的稳态精度,动态趋势合理,能为蒸汽动力系统的动态特性分析提供有力工具.     

航母飞机起飞的最佳选择——电磁弹射系统

介绍了航母舰载机弹射装置的发展过程,从电磁发射基本原理出发,对电磁弹射系统进行了系统研究,设计了系统主回路闭环控制结构,通过智能化控制策略提高了控制效果,为研制舰载机电磁弹射系统提供了理论基础和技术支持.     

立式自然循环蒸汽发生器机理建模与仿真研究

针对立式自然循环蒸汽发生器,采用模块化机理建模的方法建立了蒸汽发生器非线性数学模型.该模型包括16个控制体,对每个控制体采用集总参数法建立数学模型并进行推导,得到了拥有12个状态变量的数学模型.采用龙格库塔法对模型进行解算.对该模型进行仿真试验,验证了该模型的动态特性.利用该模型可以分析蒸汽发生器的动态特性,设计蒸汽发生器控制器,具有一定的工程应用价值.     

立式自然循环蒸汽发生器机理建模与仿真研究

针对立式自然循环蒸汽发生器,采用模块化机理建模的方法建立了蒸汽发生器非线性数学模型。该模型包括16个控制体,对每个控制体采用集总参数法建立数学模型并进行推导,得到了拥有12个状态变量的数学模型。采用龙格库塔法对模型进行解算。对该模型进行仿真试验,验证了该模型的动态特性。利用该模型可以分析蒸汽发生器的动态特性,设计蒸汽发生器控制器,具有一定的工程应用价值。     

飞行器着舰碰撞动力学建模与仿真

本文对飞行器安全着舰问题进行研究。为有效分析飞行器与舰船发生碰撞时的相关参数,本文引入刚体碰撞运动理论,分别建立飞行器的运动模型和飞行器着舰动力学模型,并利用ADAMS软件对该模型进行仿真。仿真结果表明,该飞行器着舰动力模型能够对着舰时的相关参数进行有效计算与分析。     

船用蒸汽冷却器建模与仿真

船用蒸汽冷却器是直流锅炉蒸汽动力装置的重要设备.在启停与低功率运行工况下能保证蒸汽动力装置的安全.针对船用蒸汽冷却器控制系统的建模应用,介绍了1种简化的蒸汽冷却器数学模型,为蒸汽冷却器控制系统的设计提供了仿真验证对象.采用VC++6.0编制了仿真程序,利用龙格库塔法对数学模型进行解算.对数学模型进行仿真试验和理论分析,...     

舰载飞机发动机尾流场数值模拟

  目的   目前,美、俄两国航空母舰的挡焰板均采用海水冷却系统,虽然水冷效果较好,但存在管路复杂、维修和维护不便等问题。因此,  方法   借鉴涡轮叶片气膜冷却的方式,利用气体射流可以带走和隔离发动机高温尾喷流的特点,提出不依赖冷却水的射流冷却式挡焰板方案。对挡焰板上形成冷却气膜的射流槽位置和开孔数进行研究,运用CFD方法对采用不同射流孔方案的挡焰板温度等指标进行计算,并对其冷却效果进行对比分析,以验证该方案的可行性。  结果   结果表明,射流冷却方式可将挡焰板上95%表面核心区的平均温度降至可接受的范围。  结论   该隔热冷却方式效果显著,可有效实现对挡焰板的热防护。所提设计方案和数值分析方法对新型挡焰板方案及冷却方式设计具有一定的借鉴作用。     

蒸汽流冷却水喷雾掺混蒸发过程一维数值模拟

通过分析高温水蒸汽流中冷却水喷雾液滴的蒸发和液滴与蒸汽流之间的掺混过程,建立描述蒸汽流动和液滴运动变化的数学物理模型。基于欧拉拉格朗日方法和SIMPLE算法设计了一维程序进行仿真计算,获得了试验器中蒸汽相压力、温度、速度的分布及冷却水喷雾液滴的粒径、速度、温度的变化过程。针对不同的冷却水喷嘴结构和工况参数进行一维仿真计算,得到各参数对掺混蒸发过程的影响,为合理控制蒸汽流冷却过程提供指导。     

大型船舶核汽轮机的建模与仿真

核动力是现代舰船的发展方向,而在船舶核动力装置中,汽轮机是重要的动力转换设备,汽轮机的性能直接影响核动力装置的运转。本文以大型船舶核汽轮机为研究对象,用数学模型的方法对汽轮机的相关参数进行分析,给出核汽轮机的转速——功率模型,并使用MATLAB/Simulink验证该模型的正确性。     

航母甲板风的大涡模拟

采用低速气流运动控制方程组和湍流大涡模拟方法,研究了航母甲板风的运动规律,得到了甲板上方及航母后方空气胀量、压力和垂向速度随不同来流速度的变化关系。迎面风使航母甲板前沿出现上升气流,甲板前中部出现下洗气流,随着来风速度的增加,该上升和下洗气流速度的绝对值增大;迎面风使航母甲板上出现负压气流,随着来风速度的增加,该负压区域和负压值增加;迎面风使紧靠航母的尾流出现一个较大的负压区,随着来风速度增加,该区域最大负压的绝对值增大,而区域范围变化不大;航母尾部的负压区与"公鸡尾"气流效应区域基本重合。本文的研究结果对舰载飞机的安全着舰具有参考意义。     

航母航空弹药组成及需求分析

为了保证持续的打击能力,舰载机必须往返于航母和战场上空,通过飞行甲板上的挂弹作业完成弹药补给,因而挂弹架次以及弹药需求量对于航空作业的规划安排具有重要意义。针对美国现役"尼米兹"级航母及其舰载机F/A-1 8E/F"超级大黄蜂",重点分析了航母航空弹药类型及舰载机挂弹配置;讨论了作战架次的基本组成并总结了挂弹架次计算的基本步骤。以"尼米兹"级和"福特"级航母为例,详细计算了挂弹架次以及航空弹药需求量,并对弹药库自持力进行分析。结果表明,舰载机挂弹架次和航空弹药需求之间存在互相制约的关系。弹药需求量的分析对于航母设计和作战使用具有一定参考价值。     

船用蒸汽发生器给水控制系统仿真试验平台的设计与实现

针对船用汽轮给水泵转速控制系统中自能源进汽调节阀改为电动进汽调节阀的改进方案,设计并实现了一种船用蒸汽发生器给水控制系统仿真试验平台,建立了船用蒸汽发生器给水控制系统数学模型,包括蒸汽发生器数学模型、汽轮给水泵数学模型、给水管道及给水调节阀数学模型,设计了蒸汽发生器水位控制器以及汽轮给水泵转速控制器,通过与模拟机仿真结果比较验证了仿真试验平台的有效性.