舰载机蒸汽弹射器弹射性能数值仿真研究

摘要

本文基于经典的热力学思想，考虑多种影响因素，对舰载机蒸汽弹射器进行建模并自编程以面向对象的编程方式完成了舰载机蒸汽弹射器仿真程序的编写，开发了图形用户界面，并进行了分别以C-7和C-11两型弹射器对三种负载情况的国内外多型舰载机弹射过程的仿真计算。本文对J-15型舰载机的不同负载情况进行了弹射过程仿真计算，并在最后以J-15舰载机为弹射对象进行了弹射过程变参仿真计算，且分析了仿真计算结果。
　　本文的仿真计算程序考虑到了蓄热器内的热力学状态变化、蒸汽流动过程中的变化（传热、泄漏、做功、混合、相变）、发射阀的开启及流通特性等多种因素的影响。该程序能够对一系列弹射过程中的热力学和动力学参数进行仿真计算，同时，该程序易于拓展修改，也能较方便地跨平台运行。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．2 国外研究现状

1．3 研究内容及论文结构

1．4．1 研究内容

1．4．2 论文结构

2 舰载机蒸汽弹射器运行原理介绍

2．1 引言

2．2 蒸汽系统

2．3 发射机系统

2．4 蒸汽弹射器弹射过程

2．5 本章小结

3 数学模型及程序架构

3．1 引言

3．2 蒸汽弹射器的模型简化

3．3 主要热力学模型

3．3．1 蓄热器热力学模型建模

3．3．2 动力汽缸热力学模型建模

3．4 动力学模型建模

3．4．1 时间步长的确定

3．4．2 达西管流方程常数

3．4．3 能量选择阀孔有效流通面积

3．4．4 发射阀芯杆(限油杆)速度与行程

3．4．5 发射阀的蒸汽流量

3．4．6 连接管的蒸汽压降

3．4．7 动力汽缸蒸汽泄漏率

3．4．8 舰载机的动力学模型

3．5 仿真程序架构

3．5．1 计算程序的架构

3．5．2 初始化

3．5．3 热力学子过程

3．5．4 弹射过程仿真流程

3．6 图形用户界面

3．7 模型合理性的验证

3．8 本章小结

4 对实际机型的计算

4．1 引言

4．2 等效弹射力

4．2．1 F4B舰载机

4．2．2 A4E舰载机

4．2．3 A6舰载机

4．2．4 A7舰载机

4．2．5 F111舰载机

4．2．6 RA5C舰载机

4．2．7 F8舰载机

4．2．8 恒载

4．2．9 分析

4．3 弹射速度

4．3．1 F4B舰载机

4．3．2 A4E舰载机

4．3．3 A6舰载机

4．3．4 A7舰载机

4．3．5 F111舰载机

4．3．6 RA5C舰载机

4．3．7 F8舰载机

4．3．8 恒载

4．3．9 分析

4．4 动力汽缸泄漏蒸汽质量

4．4．1 F4B舰载机

4．4．2 A4E舰载机

4．4．3 A6舰载机

4．4．4 A7舰载机

4．4．5 F111舰载机

4．4．6 RASC舰载机

4．4．7 F8舰载机

4．4．8 恒载

4．4．9 分析

4．5 动力汽缸蒸汽压力

4．5．1 F4B舰载机

4．5．2 A4E舰载机

4．5．3 A6舰载机

4．5．4 A7舰载机

4．5．5 F111舰载机

4．5．6 RA5C舰载机

4．5．7 F8舰载机

4．5．8 恒载

4．5．9 分析

4．6 加速度

4．6．1 F4B舰载机

4．6．2 A4E舰载机

4．6．3 A6舰载机

4．6．4 A7舰载机

4．6．5 F111舰载机

4．6．6 RASC舰载机

4．6．7 F8舰载机

4．6．8 恒载

4．6．9 分析

4．7 蓄热器流出蒸汽质量

4．7．1 F4B舰载机

4．7．2 A4E舰载机

4．7．3 A6舰载机

4．7．4 A7舰载机

4．7．5 F111舰载机

4．7．6 RASC舰载机

4．7．7 F8舰载机

4．7．8 恒载

4．7．9 分析

4．8．1 等效弹射力

4．8．2 弹射速度

4．8．3 动力汽缸泄漏蒸汽质量

4．8．4 动力汽缸蒸汽压力

4．8．5 加速度

4．8．6 蓄热器流出蒸汽质量

4．8．9 分析

4．9 本章小结

5 针对J-15型舰载机的变参计算

5．1 引言

5．2 变蓄热器蒸汽压力

5．3 变舰载机质量

5．4 变能量选择阀设定

5．5 本章小结

6 全文总结与展望

6．1 全文总结

6．2 工作展望

参考文献

作者简历

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