作者单位
摘要
南京航空航天大学 能源与动力学院 航空飞行器热管理与能量利用工业和信息化部重点实验室,江苏 南京 210016
在模型实验验证的基础上,采用数值模拟的方法,对比分析了分流喷管出口构型对直升机红外抑制器气动性能、温度场和红外辐射强度的影响。研究结果表明:相比基准分流喷管模型(Origin),分流喷管出口带一定外扩张角的波瓣出口结构(Lobe_1)的引射系数略微降低、总压恢复系数降低,中间混合管出口排气温度峰值却降低了65.1 K,同时降低了混合管上下方区域的壁面温度,但造成混合管中后段外侧壁面局部区域温度升高;外扩张角为0的波瓣出口结构(Lobe_2)增加引射系数3.8%,总压恢复系数与Lobe_1结构基本相当,中间混合管出口排气温度峰值也降低了62.8 K,尤其是其降低混合管壁面温度的效果最佳;分流喷管出口突片结构(Tab)增加引射系数10.6%,但总压恢复系数降低0.7%,同时,内侧混合管出口排气平均温度降低19.3 K,混合管壁面降温效果相对较差。总体来看,波瓣和突片结构都起到增强引射、强化混合的作用,尤其是波瓣出口结构(Lobe_2)对降低抑制器总体红外辐射效果最好,在3~5 μm波段的红外辐射强度最大可降低21%;在8~14 μm波段,其红外辐射强度最大可降低15%。
红外抑制器 分流喷管 引射系数 红外辐射 气动性能 infrared suppressor diverter nozzle pumping coefficient infrared radiation aerodynamic performance 
红外与激光工程
2024, 53(2): 20230459
作者单位
摘要
南京航空航天大学 能源与动力学院 航空飞行器热管理与能量利用工业和信息化部重点实验室,江苏 南京 210016
经地面模型实验验证,数值仿真展示了一体化红外抑制器排气出流、模拟旋翼下洗气流和模拟前飞来流相互作用下的流动和换热特征,通过改变排气出流角度和模拟前飞来流速度,计算分析一体化红外抑制器引射、混合特性以及红外辐射强度空间分布的变化规律。仿真结果表明:模拟的前飞来流与排气出流相互作用后会造成局部排气不畅,前飞来流甚至倒灌入红外抑制器内,从而引起抑制器壁面局部高温,增加了抑制器整体红外辐射强度;改变排气角度可将之改善,且存在气动和红外辐射特性兼顾的最佳角度。前飞来流速度从15 m/s提高到55 m/s,抑制器内部高温壁面温度降低,抑制器红外辐射强度峰值在3~5 μm波段降低约50%,在8~14 μm波段降低约20%。红外抑制器的下洗气流进口加装弯曲导流片可以对内部混合管高温壁面进行遮挡,有效降低顶部视角的红外辐射强度。最佳排气角度下,利用排气下游隔板的遮挡,正对抑制器排气出口方向(底部视角)上的3~5 μm和8~14 μm波段红外辐射峰值分别降低约50%和33%。
红外抑制器 波瓣喷管 总压恢复系数 红外辐射 引射系数 旋翼下洗 infrared suppressor lobed nozzle total pressure recovery coefficient infrared radiation ejecting coefficient rotor downwash 
红外与激光工程
2024, 53(1): 20230436
桑学仪 1,2,*吉亚平 1,2李建 1,2赵亚南 1,2[ ... ]宋敏敏 1,2
作者单位
摘要
1 上海航天控制技术研究所,上海 201109
2 中国航天科技集团公司红外探测技术中心,上海 201109
为了评估反舰导弹喷管和尾流在超音速飞行状态下的流场特性和红外辐射特性,以“雄风3”反舰弹的尾喷管为研究对象,建立了相应的二维仿真计算模型。流场计算结果表明,凝相颗粒对尾喷流的流场特性有显著影响。相比于纯气相,加入凝相颗粒后喷流轴向高温区长度明显增加,马赫数下降更快。红外辐射特征计算结果表明,喷管及尾流的红外辐射特征表现出强对称性,最大辐射强度出现在偏航角60°时,辐射强度达到103.68 W/sr。
反舰弹 喷管 流场特性 红外辐射特征 凝相颗粒 anti-ship missile nozzle flow field characteristics infrared radiation characteristics condensed phase particles 
红外
2022, 43(1): 35
作者单位
摘要
南京航空航天大学 能源与动力学院, 江苏 南京 210016
为了研究双S形二元收扩排气系统的气动与红外辐射特性,基于一个基准加力型轴对称排气系统,设计了三种带正尾向全遮挡收扩喷管的双S形二元排气系统模型,通过数值模拟研究了喉道与出口的中心线偏径比差,(S8S9)/D=0.26~0.3,和喉道至出口的宽度扩张比,(W9W8)/D=0.1~0.36,对排气系统气动与红外特征的影响。结果表明:所设计的三种双S形二元收扩排气系统,相比基准轴对称排气系统,在尾向0°~15°角域内红外辐射强度平均降幅在73.4%以上,在上方、下方和侧方90°探测角降幅在60.3%以上,红外辐射强度降幅随(S8S9)/D的减小而上升,随(W9W8)/D的增大而上升,且对(S8S9)/D的敏感较高。三种排气系统的推力系数随(S8S9)/D与(W9W8)/D的降低而上升。
双S形二元收扩喷管 红外辐射 中心线偏径比差 宽度扩张比 涡扇发动机 serpentine 2-D convergent-divergent nozzle infrared radiation centre line offset-diameter ratio width expansion ratio turbofan engine 
红外与激光工程
2021, 50(11): 20210084
作者单位
摘要
1 中国人民解放军 75842部队,广东广州 510000
2 脉冲功率激光技术国家重点实验室,电子工程学院,安徽合肥 230037
3 安徽省红外与低温等离子体重点实验室,安徽合肥 230037
排气系统是飞行器最主要的红外辐射源,其喷管的形状类型对排气系统红外辐射强度的大小及分布有很大影响。本文建立了 3种不同类型喷管的三维模型,在此基础上运用 ANSYS软件模拟了各自排气系统的温度场分布,结合 Curtis-Godson(C-G)谱带法对各类型喷管红外辐射特性进行了计算与对比研究。结果表明:在出口面积相同的条件下,二元矩形 S弯喷管的尾焰核心区域面积最小,约为轴对称圆形喷管的 60%;在矩形喷口的宽边探测面上,二元矩形 S弯喷管的红外辐射强度最小。3类喷管中,二元矩形 S弯喷管隐身性能最好,二元矩形喷管次之,轴对称圆形喷管最差。
飞行器 喷管 尾焰 温度场 红外辐射 aircraft, nozzle, plume, temperature field, infrar 
红外技术
2021, 43(6): 587
作者单位
摘要
1 南京航空航天大学 能源与动力学院,江苏 南京 210016
2 中国航空发动机集团公司 贵州航空发动机研究所,贵州 贵阳550081
为了研究红外低发射率材料涂敷区域对排气系统壁温和红外特性的影响,在相同实验工况下,实验测量了3种涂敷方案:(1)仅中心锥涂敷;(2)仅混合器内表面涂敷;(3)中心锥与混合器内表面同时涂敷。下轴对称和S弯二元排气系统壁温和红外辐射特性。结果表明:涂敷低发射率材料将导致表面温度升高,同时也影响排气系统非涂敷区域的壁面温度分布。高温部件涂敷低发射率材料时,在涂敷区域可被直接探测的角域内,可有效抑制排气系统的红外辐射,但在涂敷区域不能被直接探测的角域内其影响规律因涂敷方案而变,在3种涂敷方案中,S弯二元排气系统仅涂敷混合器内表面,轴对称排气系统中心锥和混合器内表面同时涂敷低发射率材料时整体红外抑制效果最好。
红外隐身 排气系统 低发射率涂层 轴对称收敛喷管 S弯二元喷管 infrared stealth exhaust system low emissivity coating axisymmetric convergent nozzle serpentine 2-D nozzle 
红外与激光工程
2020, 49(10): 20190131
作者单位
摘要
火箭军工程大学, 西安 710025
首先分析了某导弹双摆喷管电动伺服系统的结构原理, 通过对系统的运动分析和建模, 研究了2个垂直安装位置的机电作动器的非线性运动特性和耦合干扰情况, 给出了控制器在任意摆角指令下对作动器伸缩位移的解耦运算; 同时, 研究了摆动力臂与喷管摆角之间的非线性关系, 在此基础上建立含有非线性环节的单个伺服机构数学模型, 调节控制器参数, 分别采用基于时域的阶跃响应法和基于频域的正弦相关分析法, 在Simulink仿真平台上进行仿真, 通过与真实实验数据的比对, 验证了模型的准确性, 为后续深入研究该型伺服机构性能测试打下坚实基础。
电动伺服系统 双摆喷管 交联耦合 建模仿真 非线性 electric servo system double pendulum, nozzle cross coupling modeling and simulation nonlinearity 
电光与控制
2019, 26(12): 74
作者单位
摘要
1 西京学院信息工程学院,陕西西安 710123
2 空军工程大学防空反导学院,陕西西安 710046
3 空军工程大学研究生院,陕西西安 710046
为了对临近空间高超声速飞行器进行有效探测和预警,以 X-51A为例,计算火箭助推段、超燃发动机工作段和无动力滑翔段、飞行器蒙皮、喷管和尾焰的双波段红外辐射特性。红外辐射计算的关键在于温度和有效辐射面积的确定。根据修正 Lees驻点热流密度方法和辐射平衡时的辐射传热公式,计算出蒙皮的温度。用加力燃烧的涡喷发动机模型近似计算喷管的温度。把导弹尾焰温度分布场模型进行三段式简化,模拟出尾焰的红外辐射特性。仿真结果表明,在 X-51A的不同飞行阶段,从不同探测角度观察到的各辐射部位对总体红外辐射贡献率差异较大;速度对蒙皮的红外辐射影响较大,而喷管和尾焰的红外辐射与火箭和超燃冲压发动机的燃烧状态有关。分析指出,当高超声速飞行器飞行姿态发生变化,或者在不同的飞行阶段,更适合采用双波段进行探测。
红外辐射 高超声速飞行器 驻点热流 蒙皮 喷管 尾焰 infrared(IR) radiation, hypersonic vehicles, stagn 
红外技术
2019, 41(12): 1175
作者单位
摘要
1 江苏省航空动力系统重点实验室,南京航空航天大学能源与动力学院,江苏南京 210016
2 西安飞机设计研究所总体设计部,陕西西安 610041
针对圆转矩垌收扩喷管徘收敛段截面面积沿轴向徘变化规律进行了优化设计,得到了 4种圆转矩垌收敛段模型,与相同徘矩垌扩张段相匹配,垌成 4种圆转矩垌收扩喷管模型,对其气动、缔热与红外辐射特征进行了数值研究。得到如下结论:收敛段截面积沿程变化规律对喷管气动与红外辐射特性影响明显:按照前友后缓规律设计徘喷管红外抑制效果较差,按照维托辛斯基公式以及缓友相当规律设计徘喷管略有增强,而按照前缓后友规律设计徘喷管则最佳。这是因为在模型 C中随着收敛段截面积沿程收敛速度较快,壁面压力峰值减小,出口旋流增强,尾喷流掺混增强,尾喷流高温区长度减小,尾喷流和喷管红外辐射强度分别降低 19.2%和 20.6%。
圆转矩垌 收扩喷管 截面面积 掺混 红外抑制 circular-to-rectangular, CD nozzle, cross section 
红外技术
2019, 41(12): 1167
作者单位
摘要
南京航空航天大学能源与动力学院,航空发动机热环境与热结构工业和信息化部重点实验室,江苏南京 210016
通过数值模拟研究了长径比( L/D)和偏径比( S/D)对双 S形二元喷管性能的影响,基于轴对称喷管,建立了长径比分别为 2、2.5、3和偏径比分别为 0.493、0.523、0.553的双 S形二元喷管。结果表明:长径比越大推力越大,偏径比越大推力越小;相比基准轴对称喷管,长径比分别为 2、2.5、3的双 S形二元喷管推力分别下降了 6.31%、3.15%、1.24%,偏径比分别为 0.493、0.523、0.553的双 S形二元喷管推力分别下降了 3.15%、3.66%、4.17%;所有双 S形二元喷管红外辐射强度相对基准轴对称喷管均有明显下降,在喷管出口正后方降幅均达到 97%以上,全方位角降幅最小值均在 30%以上;所有双 S形二元喷管红外辐射强度空间分布规律基本相似,幅值差异在 15.8%之内。
双 S形二元喷管 推力 红外辐射 长径比 偏径比 serpentine 2-D nozzle thrust infrared radiation length-diameter ratio offset-diameter ratio 
红外技术
2019, 41(5): 443

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