新型高度集成化液压电机泵将电机和液压泵的功能高度融合,具有结构紧凑、能量转化效率高等优点,在航空领域具有广阔的应用前景和研究意义。然而,液压电机泵中电机的发热及冷却一直是困扰人们且需要解决的难题。本文通过研究液压电机泵电机的发热机理,建立液压电机泵的流场、电磁场及温度场的数学模型;通过数值模拟研究液压电机泵的流场、电磁场及温度场的分布及耦合影响因素,发现自冷却流道周围流体和该流体位置所对应的壳体温度会有所降低。本文对应用于航空领域的高度集成化液压电机泵的设计及自冷却方式具有一定的指导意义。

光电吊舱常安装于飞机腹部或机翼下方,用于开展导航和搜索瞄准等工作。针对某型光电吊舱,通过有限元软件建立其高精度复杂模型并施加等同于真实飞行环境下的载荷条件及边界条件,选取临近飞行包线的严重挂飞工况对吊舱整体及关键承力部位进行应力应变分析,并对主承力部件进行强度校核。计算结果表明,吊舱整体在惯性载荷和气动载荷共同作用下结构传力合理,关键部件的剩余强度系数均大于1.5倍的安全系数,能够满足强度要求。

飞机变弯度机翼通过机翼前后缘变弯度机构和/或柔性结构变形驱动,根据飞行状态实时连续光滑调节机翼弯度,从而获得最优气动效率,进而实现飞机减阻、减重、降低燃油消耗等目的。随着新材料、新结构技术的发展,光滑连续变形结构已成为飞机未来发展方向。变弯度机翼涉及气动总体需求分析、轻质变形结构设计、柔性大变形可承载蒙皮、智能材料驱动器、分布式协同变形控制等关键技术,以关键技术为牵引进行变弯度技术研究,是未来变弯度机翼工程化应用的重要途径。

随着可重复使用高超声速巡航飞行器需求的增加,对气动热载荷的评估提出了更为苛刻的要求,需要宽速域高超声速气动热风洞同时具备低扰动、宽马赫数运行、复现总温、气体无污染以及长的有效运行时间等模拟能力。概述了宽速域脉冲型风洞发展现状,对比分析了以Ludwieg管风洞原理运行的优势及所面临的挑战,并针对“可实现性”“可用性”及“好用性”问题,提出了相应的解决措施。

水平起降、宽速域飞行的高超声速飞机是航空技术的一个重要发展方向。这类飞机常采用无尾布局形式,该布局全速域气动焦点移动范围大,且舵面配平能力有限,纵向稳定性设计是一项关键技术。本文针对典型的宽速域无尾布局概念方案,通过数值仿真方法,研究了不同前体截面形状、边条平面形状和前机身长度的宽速域气动焦点变化规律,并重点关注了高超声速相对低速的焦点前移问题。研究结果表明,前机身长度对高超声速相对低速焦点前移的影响最明显;前机身越长,高超声速相比低速焦点前移趋势越明显。亚、跨和低超声速范围,尖侧缘脊型和下表面平面的半圆形前机身截面相比椭圆截面使焦点小幅前移;高超声速范围前机身截面形状对焦点影响较小。边条平面形状对高超声速相比低速气动焦点前移量影响较小。本文的研究结果可为此类宽速域无尾布...

本文介绍了一种用于复合材料机翼结构设计与优化的气动弹性剪裁方法。该方法应用所谓的双线性拉格朗日(Lagrange)形函数来创建用于复合机翼结构气动弹性剪裁的设计变量。目前常用的基于单元设计变量的方法使得蒙皮/翼梁/肋板的厚度分布不光滑,可能导致制造问题或应力集中。而形函数方法假设机翼蒙皮或沿着翼梁/肋板的厚度分布可以通过一组形状函数叠加。这样,设计变量就变成形函数的系数。在应用优化算法求解这些系数之后,可以通过将形函数叠加来确定每个单元的厚度,可保证相邻单元间厚度分布的平滑度。此外,应用基于计算流体力学(CFD)的颤振分析方法可精确地捕获跨声速颤振边界,并且在优化过程中可用作颤振约束。为了验证本文所介绍的气动弹性优化方法,优化设计了一个民用飞机复合机翼结构。其次,以优化后的机翼结构为基础,设计...

本文通过数值计算方法,从上下安装位置和局部外形两个方面着手改进短舱,给出两个改进方案,兼顾高速气动特性和低速气动特性两个方面,全面改善飞机气动特性,降低了短舱对机翼气动特性的不利影响,并且总结出短舱的安装位置和外形分别对机翼高低速气动特性的影响规律,为涡桨飞机翼吊短舱的气动设计提供有利经验。

为了评估飞机在发生轮胎爆破时对液压系统的影响,提出一种分析轮胎爆破下飞机液压系统安全性的方法。轮胎爆破会损坏液压管路,直接影响到液压能源系统及下游设备的正常工作,对飞机的飞行安全造成重大影响。分析方法基于轮胎爆破模型假设,首先分析轮胎爆破冲击波对液压系统的影响,随后综合考虑碎片的影响,对起落架舱进行轮胎爆破影响范围的空间扫略分析,得到轮胎爆破对液压能源系统的安全性影响。本安全性分析方法也可作为其他系统专业轮胎爆破安全性分析以及整机级安全性分析的输入。

在机翼后缘应用环量控制技术可以改变机翼的气动力,为了研究环量控制技术在虚拟舵面飞行器上的控制效果,分别对不同舵偏角的机械舵面模型和不同射流动量系数的虚拟舵面模型进行了数值模拟。通过对比二者的升阻力系数和力矩系数曲线,发现前者在舵偏角θ=0°、10°、20°和30°时的舵效分别与后者在Cμ=0、0.005、0.009和0.012时相同,且θ与Cμ为二次多项式关系。为进一步研究环量控制系统在虚拟舵面上的气动效率和能耗,对不同喷口高度的模型进行数值模拟,发现在射流速度相同的情况下,不同喷口高度的虚拟舵面的等效升阻比相同,但是大喷口的虚拟舵面需要耗费更大的功率。

高空长航时太阳能无人机通常采用低雷诺数翼型,并且其跨昼夜飞行状态不同。基于代理优化方法,结合经过风洞试验验证的基于■转捩模型的RANS数值模拟方法,提出了基于不同飞行状态功耗分配权重的低雷诺数翼型多点气动优化设计方法。针对典型低雷诺数翼型E387,开展考虑"夜间巡航-上午爬升-白天巡航-傍晚下滑"4种设计状态下的多点气动外形优化设计,结果表明,优化后的低雷诺数翼型功率因子在4个设计点分别提升7.84%、7.95%、11.34%和6.98%,提高了其跨昼夜飞行周期下的气动性能。