双轴承旋转喷管型面设计及数值模拟研究

针对短距/垂直起降战斗机高机动飞行的迫切需求及其矢量喷管机械结构复杂笨重的问题,提出了基于轴对称双喉道气动矢量喷管设计的双轴承旋转喷管,通过采用双轴承结构和双喉道气动矢量喷管相结合的方式,减少驱动结构,使喷管能更高效、轻便地实现短距/垂直起降,并且赋予了飞行器平飞模态高机动飞行的潜力。基于典型轴对称双喉道气动矢量喷管构型,开展了双轴承旋转喷管的型面设计和运动规律研究,利用数值模拟开展关键设计参数对喷管流场的影响研究,获得喷管的性能变化规律。结果表明,短距/垂直起降模态下,典型构型的双轴承旋转喷管推力矢量角最大可达108°,满足短距/垂直起降飞行器对喷管的要求。凹腔段的长短轴比值对喷管短距/垂直起降模态的性能影响较大,相同落压比条件下,长短轴比值越大,喷管的总推力系数越低,推力矢量角越大,并且推力矢量角最大差值达到41°。本文所提出的双轴承旋转喷管可为未来具备短距/垂直起降、高机动性能的飞行器动力系统提供一种新的解决方案。     

计入螺旋桨干扰的倾转机翼飞行器气动特性研究

倾转机翼飞行器不仅拥有直升机固有的垂直起降能力,还具备传统固定翼飞行器特有的高速巡航的特点,是目前军民用飞行器研究的热点之一。针对传统倾转机翼飞行器存在螺旋桨气动效率低、倾转机构复杂的问题,提出四发串列式倾转机翼垂直起降布局形式,对该布局飞行器进行总体设计,完成螺旋桨周围流场特性、螺旋桨间干扰特性、螺旋桨和机翼之间干扰特性的研究分析,并制作验证机进行验证。结果表明:该布局很好地解决了螺旋桨气动效率低、传动机构复杂的问题,具有较强的可实现性及实用性。     

上海地区城市空中交通发展研究

随着垂直起降(VTOL)航空器的快速发展,城市空中交通(UAM)逐渐引起了人们的关注。UAM作为一种新型交通运输模式,将给未来城市发展增加无尽的活力。然而,现有的空中交通系统不能满足城市空中交通需求的发展要求,必须针对城市空中交通特点,构建未来城市空中交通体系。首先,从研究区域交通运输市场现状与发展进程,简要概述了城市空中交通的发展前景;其次,分别从气象条件、空域资源与管制情况、出行成本等方面系统论述了UAM的市场需求与可行性。最后,提出空中交通管理目前所面临的问题与挑战,给出发展建议,为城市空中交通深入研究提供参考借鉴。     

北京终端区实施区域导航程序的应用研究

引言区域导航(RNAV),是利用飞机机载导航设备和/或全球卫星定位系统引导飞机起降、航路、航线飞行的新技术。与传统技术相比,飞行员不必总依赖于地面导航设施即可沿着精准定位的航迹飞行,使飞机在能见度极差的条件下安全、精确地着陆,极大地提高飞行的安全水平。现行运行程序存在的最突出的问题就是管制员与飞行员之间通话过于频繁,     

三轴承推力矢量喷管运动学建模及试验

三轴承推力矢量（3BSD）喷管是实现大角度偏转的推力矢量主要形式,主要应用于垂直/短距起降（V/STOL）飞机。喷管由3段组成,相邻两段通过轴承连接,喷管与发动机出口也通过轴承连接,因此形成了3对转动副,通过3对转动副的转动喷管可以实现偏转到特定的角度及方向。三轴承推力矢量喷管运动学模型是其控制器设计及应用的前提,通过喷管固联坐标系逐级坐标转换的方法得到喷管运动学模型。通过几何关系分析说明了三轴承推力矢量喷管的基本原理,对推力矢量偏转大小/方向与三级喷管转角之间的非线性关系进行了分析,在3条基本假设的基础上提出了喷管逆运动学控制规律,并利用一个缩比喷管进行了试验验证。试验结果表明,所建立模型可以反映喷管运动学特性,逆运动学控制规律可应用于喷管开环控制。     

三轴承旋转喷管矢量偏转规律及流场特性研究

基于短距/垂直起降战斗机用三轴承旋转喷管的特殊设计要求,通过几何约束条件开展了三轴承旋转喷管型面设计方法及运动规律推导与研究,研究了非线性和线性两种喷管矢量角控制规律下的三段筒体随时间的旋转规律。根据小型涡轮喷气发动机的几何尺寸,利用发展的型面设计方法和喷管筒体旋转规律,设计了小尺寸三轴承旋转喷管,并利用CFD数值模拟技术对该喷管的流场特性进行了计算与分析。通过CFD数值模拟技术得到了不同矢量角下喷管的三维流动特性及不同落压比下的气动特性。结果表明:采用喷管矢量角非线性控制规律可以减少非线性控制变量,保证喷管机动性的前提下减小了喷管的设计难度和控制复杂度;基于小型涡轮喷气发动机设计的三轴承旋转喷管0°的推力系数较理想喷管低,90°的推力系数较理想喷管高,喷管在地面最大落压比下0°比90°推力系数高约1%。     

中国主要机场2004年1月运量统计

机 场序旅客吞吐量(万人次)当月与上年年度累与上年完成相比同期相比货邮吞吐量(吨)计完成起降架次(次)当月与上年年度累与上年完成计完成当月与上年年度累与上年完成(%)(%)同期相比(%)同期相比(%)同月相比(%)同月相比(%)同月计完成北京首都248.1712.0248.1712.041973-5.041973-5.02352614.32352614.3广州168.0019.7168.0019.735152-17.435152-17.41557220.11557220.1上海浦东158.9511.7158.9511.79500010.59500010.51372217.51372217.5深圳128.5042.8128.5042.827787-0.827787-0.81258150.61258150.6上海虹桥99.6636.499.6636.4174570.017…     

广州新白云机场

广州旧白云机场跑道斜卧在白云山脚上，使用70余年来，周围建筑逐渐密集，空地越来越少，飞机起降时要从低矮的房舍屋顶掠过(如右图)，存在严重的安全隐患。新机场彻底解决了这一问题，飞机起降空域开阔(左图)。     

基于多目标规划的机队运力优化配置研究

为提高航空公司的收益,减小其运行成本,以航空公司空中运营成本和地面运营成本最小作为目标函数,以航班连续、飞机飞行时长、航线上旅客需求量、特殊机场条件、飞机最大航程等作为约束条件建立机队运营成本控制模型。通过仿真计算确定机队运力配置方案,并将优化后各运行成本与航空公司原始成本进行对比,结果发现成本大大优化,由此可以验证所提出模型的有效性。     

垂直起降飞行器升力突降动态过程的数值模拟研究

针对短距/垂直起降(STOVL)飞行器动态起飞过程,采用基于雷诺时均方程的标准k-ε模型数值模拟STOVL飞行器气动流场,研究STOVL飞行器吸附力大小,获得了动态过程吸附力随冲击高度变化曲线,发现升力板下壁面主涡结构的存在和运动影响升力板静压沿程分布。在无量纲冲击高度小于3时,吸附力曲线斜率增大,吸附作用增加,并对比稳态结果,发现动态过程吸附力要大于稳态过程,在无量纲高度为1.5时,两者相差26%。流场响应迟滞是造成稳态、动态过程结果差异的原因。