組合動(dòng)力飛行器結(jié)構(gòu)_熱防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)研究

1、摘要摘要組合動(dòng)力飛行器在飛行過程中受到復(fù)雜的力熱載荷，結(jié)構(gòu)熱防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是其總體設(shè)計(jì)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。本文從熱防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)翼結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)三個(gè)方面展開研究，完成了組合動(dòng)力飛行器的結(jié)構(gòu)熱防護(hù)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。主要工作包括以下幾個(gè)方面：(1)分析了組合動(dòng)力飛行器的力熱環(huán)境，給出其結(jié)構(gòu)熱防護(hù)系統(tǒng)初步方案。在多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化環(huán)境下梳理了各學(xué)科間的耦合關(guān)系，建立了組合動(dòng)力飛行器結(jié)構(gòu)熱防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程。(2)針對(duì)組合動(dòng)力飛行器的熱防

2、護(hù)需求，建立熱防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法?；诠こ坦浪惴椒ㄓ?jì)算了組合動(dòng)力飛行器的氣動(dòng)熱環(huán)境，并利用空間插值方法建立了氣動(dòng)熱數(shù)據(jù)庫。結(jié)合國(guó)外典型組合動(dòng)力飛行器的熱防護(hù)方案，完成了本文組合動(dòng)力飛行器的熱防護(hù)方案選型與優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終獲得組合動(dòng)力飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)質(zhì)量為7102.3kg，占飛行器干重的19.19%。(3)針對(duì)結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化設(shè)計(jì)需求，以組合動(dòng)力飛行器機(jī)翼結(jié)構(gòu)為例，采用“兩級(jí)三層”布局優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，第一級(jí)通過拓?fù)鋬?yōu)化獲得機(jī)翼結(jié)構(gòu)的主傳力路徑，第二

3、級(jí)通過形狀尺寸綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)獲得機(jī)翼結(jié)構(gòu)的最優(yōu)布局方案。此外，將飛行器不同部位的材料選擇納入結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)范疇，提出了結(jié)構(gòu)離散材料選型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，完成了機(jī)翼結(jié)構(gòu)不同部位的材料選型優(yōu)化設(shè)計(jì)。(4)基于均勻化方法建立了典型加筋板結(jié)構(gòu)的剛度性能等效方法，并通過算例驗(yàn)證了等效方法的準(zhǔn)確性。基于等效模型與拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果，建立了組合動(dòng)力飛行器的結(jié)構(gòu)有限元模型，完成了結(jié)構(gòu)瞬態(tài)傳熱分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)，最終得到組合動(dòng)力飛行器的最優(yōu)結(jié)構(gòu)質(zhì)量。本文研究?jī)?nèi)容為組合動(dòng)力

4、飛行器總體設(shè)計(jì)階段的結(jié)構(gòu)熱防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了一套完整的設(shè)計(jì)流程，滿足組合動(dòng)力飛行器多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化中對(duì)于結(jié)構(gòu)熱防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，為該類型組合動(dòng)力飛行器的結(jié)構(gòu)熱防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供技術(shù)支撐。關(guān)鍵詞：組合動(dòng)力飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)布局優(yōu)化剛度等效優(yōu)化設(shè)計(jì)I西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文combinedcyclepropulsionvehicleprovideacompleteprocessofstructurethermalprotectionsystem