三轴承推力矢量喷管结构设计与研究

摘要

推力矢量垂直/短距起降飞机是推力矢量飞机的一种，但在短距起降和超机动性能方面有着其他类型的飞机不可比拟的优势，具有广阔的发展前景。国外许多军事强国对该类飞机已经进行了深入的研究，设计并制造了多型验证飞机进行试验研究。
　　三轴承推力矢量喷管是应用于推力矢量垂直/短距起降飞机最为广泛的推力矢量形式，由三级喷管组成，各级喷管之间可相互旋转，实现喷管整体的偏转。本文针对三轴承推力矢量喷管的结构及推力特性展开研究。
　　参照现有的推力矢量垂直/短距起降飞机，对三轴承推力矢量喷管进行了总体设计;对各级喷管的轮廓形状和尺寸的几何关系进行了分析;设计了基于钢丝绳精密传动的驱动系统，并定性分析了驱动系统的传动精度，结果表明该驱动系统能快速、精确地实现喷管的矢量偏角;采用CATIA软件建立了包含四个部件的喷管系统的实体模型。
　　运用有限元分析方法，对喷管系统的关键零件进行了热变形分析，结果表明各级连接件接触截面的径向变形在合理的范围之内，所设计的喷管在高温状态下能够正常旋转。
　　运用坐标系变换原理，建立了喷管的运动学模型;对模型进行了仿真，并结合仿真曲线对喷管的转动特性进行了分析。
　　在一个六分量盒式天平上进行了喷管缩比模型的测力试验，通过分析喷管矢量推力与矢量偏角的关系曲线，总结了三轴承推力矢量喷管的矢量推力变化特性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景

1．2 推力矢量喷管的结构类型及特点

1．2．1 折流板式矢量喷管

1．2．2 二元矢量喷管

1．2．3 俯仰式轴对称矢量喷管

1．2．4 球面收敛调节片式矢量喷管

1．2．5 轴对称矢量喷管

1．3 三轴承推力矢量喷管的研究现状

1．4 论文的主要内容

2 三轴承推力矢量喷管的结构设计

2．1 喷管主体设计

2．2 驱动系统设计

2．2．1 钢丝绳精密传动简介

2．2．2 驱动系统总体结构

2．2．3 钢丝绳的选择

2．2．4 绳槽的设计与校核

2．2．5 传动系统的刚度与精度分析

2．2．6 转速的计算

2．3 三轴承推力矢量喷管实体建模

3 喷管关键部件的变形分析

3．1 实体模型

3．2 变形分析

3．2．1 材料参数与单元类型

3．2．2 关键零件的变形分析

3．2．3 结果分析

4 三轴承推力矢量喷管的运动学分析

4．1 运动学建模

4．2 转动规律分析

5 三轴承推力矢量喷管的静态推力特性

5．1 试验方案

5．2 试验结果与分析

6 总结与展望

6．1 主要工作及成果总结

6．2 下一步工作及展望

致谢

参考文献