为提高尾翼弹射击精度,对高速箭弹滚转气动特性进行研究。建立火箭弹简化模型,对不同翼片斜置角的火箭弹进行数值模拟,采用有限体积法对空间进行离散,通过多参考系模型模拟火箭弹的定常旋转,得出火箭弹的滚转阻尼力矩导数和平衡转速,并分别对有、无旋转条件下的气动特性进行分析。计算结果表明:火箭弹升力系数随攻角的增大而增大,随翼片斜置角的增大变化不大;滚转阻尼力矩导数在高空时会骤减,平衡转速随着马赫数的增大而增大。

以“叶轮转子-轴承-干气密封”系统的动态特性为研究对象,利用软件ANSYS建立有限元模型,对系统进行满载条件下模态分析,得到该系统各阶固有频率和振型,对该系统进行空载条件下模态分析.对比上述两种固有频率发现工况下干气密封系统及叶轮转子所受的力降低了系统固有频率.以系统不平衡量为体载荷,通过谐响应分析方法得到系统的稳态不平衡响应曲线.

为探究基于叶轮转子系统下干气密封轴向振动特性,基于干气密封结构特性,建立叶轮转子-轴承-干气密封系统轴向振动模型,采用待定系数法进行求解,推导得出静环轴向振动幅值表达式;建立叶轮转子-轴承-干气密封系统几何模型,运用ANSYS Workbench软件进行模拟仿真计算,分析气膜刚度和激振力对轴向振动的影响。结果表明:气膜刚度对动、静环振动幅值的影响不大;动、静环振动频率相同、振动幅值相同,说明动、静环的追随性高,其间隙稳定,从而保证干气密封的稳定运行;动、静环位振动幅值与激振力成正比关系,说明激振力严重影响干气密封的稳定性,为提高干气密封的稳定性,应平衡好叶轮的轴向激振力。

为避免干气密封系统在高速工作环境中发生共振现象,以叶轮转子-轴承-干气密封组成的大系统为研究对象,求解系统的固有频率,分析其动态特性。利用传递矩阵法,计算得出系统的四阶固有频率;采用有限元法对系统进行模态分析,得到其固有频率及振型图;再基于误差法和内积相关性法对2种方法所得到的固有频率进行对比分析,得出误差最大在8%左右,且内积相关度为0.948,吻合度较高。通过计算和仿真验证,证实2种方法的可行性,得出该系统工作转速不能大于10290.6 r/min,为以后叶轮转子-轴承-干气密封系统的动态特性分析提供了参考。