地效飞行器辅助可重复使用飞行器起飞技术研究

摘要

水平起降是可重复使用飞行器的一个重要发展方向。由于起飞重量与着陆重量的较大差异，起落装置设计成为可重复使用飞行器水平起降的一大难题。地面辅助起飞方式可替代飞行器的起飞滑跑，以降低起落装置的设计要求，从而成为可重复使用飞行器水平起降的一项关键技术。本文选取地效飞行器助推作为可重复使用飞行器的辅助起飞方式，进行相关技术研究。
　　首先以可重复使用飞行器的总体参数和技术要求作为设计要求，结合常规飞机与水上飞机的总体设计方法，完成了地效飞行器的总体设计，并利用CATIA软件对其进行了三维模型的建立。采用求解N-S方程组的有限体积法，建立了地效飞行器巡航状态气动分析模型，并利用Fluent软件对模型进行了气动特性分析，选取了地效飞行器巡航状态最佳机翼安装角和巡航飞行高度。
　　之后对地效飞行器驮运可重复使用飞行器巡航姿态进行了气动特性分析，选取了巡航姿态时可重复使用飞行器的最佳迎角，并完成了两机之间固定与分离机构及两机分离过程的设计与运动学仿真。对两机分离姿态进行了气动特性分析，绘制出两机迎角组合分离安全边界图。采用动网格技术对两机分离之后的气动特性进行了非定常分析，并与无干扰情况进行了对比，获得了分离之后两机之间的干扰情况。
　　本文所设计的地效飞行器起飞重量较大，对两机驮运巡航及分离姿态进行了气动特性分析，并对两机分离后状态进行了非定常气动特性分析，均具有一定的创新性，也对今后相关技术的研究提供了一定的技术参考。

目录

声明

注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要工作及研究内容

第二章 大吨位地效飞行器总体设计

2.1 引言

2.2 地效飞行器设计要求的确定

2.3 地效飞行器布局型式的选取

2.4 地效飞行器总体参数计算

2.5 部件外形参数计算

2.6 重量重心估算

2.7 本章小结

第三章 地效飞行器巡航气动特性分析

3.1 引言

3.2 计算流体力学基本理论

3.3 网格划分

3.4 计算条件的确定

3.5 机翼安装角的选取

3.6 巡航飞行高度的选取

3.7 本章小结

第四章 两机间固定与分离系统设计

4.1 引言

4.2 固定位置的选取

4.3 可重复使用飞行器巡航迎角的选取

4.4 固定与分离装置的选择

4.5 固定与分离系统机构设计

4.6 分离过程设计

4.7 分离过程运动学仿真

4.8 本章小结

第五章 两机分离气动特性分析

5.1 引言

5.2 两机分离安全边界研究

5.3 两机分离非定常气动特性分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 进一步工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文