基于虛擬樣機的航母跑道涂層熱性能試驗機的設(shè)計與仿真.pdf

1、航母甲板是艦載機的起降平臺，艦載機起飛時噴出的煙氣會對甲板上的飛機跑道和偏流板涂層產(chǎn)生強烈的高溫沖刷作用，導(dǎo)致涂層起層、皺皮或開裂，嚴(yán)重影響其使用性能。因此在研制跑道涂層的過程中，需要對涂層進(jìn)行熱性能試驗，這就要求提供一種試驗裝置產(chǎn)生具有相應(yīng)溫度和速度的氣流，噴射到涂層試件上，來模擬艦載機起飛時的高溫沖刷作用。目前國內(nèi)外的相關(guān)試驗裝置主要有實驗室內(nèi)的高溫爐、沖蝕磨損試驗裝置和燃燒室地面試驗所用的的加熱器，它們均不能同時滿足艦載機起飛時的

2、溫度和速度要求，因此設(shè)計熱性能試驗機很有必要。
　　本文首先根據(jù)艦載機起飛時的具體情況，進(jìn)行了熱性能試驗機的總體設(shè)計，進(jìn)而詳細(xì)設(shè)計熱源結(jié)構(gòu)和試驗臺。熱源結(jié)構(gòu)需產(chǎn)生具有一定溫度和速度的氣流，試驗臺需實現(xiàn)涂層試件板的運動，以模擬氣流與涂層的位置變化。針對熱源結(jié)構(gòu)設(shè)計，比較了電加熱和燃料燃燒兩種方案，最終選定煤油燃燒的方式，并進(jìn)行熱力參數(shù)計算以及燃油、供風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計。試驗臺采用滑塊擺桿機構(gòu)和絲杠螺母副實現(xiàn)試件平板的轉(zhuǎn)動和平動，并對部分零

3、件進(jìn)行了耐火設(shè)計。
　　其次，本文重點對熱源結(jié)構(gòu)的燃燒筒部分進(jìn)行了燃燒模擬。通過分析比較確定穩(wěn)燃板槽縫的最佳傾角和燃燒筒的最佳長度。在此基礎(chǔ)上，通過調(diào)節(jié)燃料和空氣的流量進(jìn)行多種工況的數(shù)值模擬，獲得了出口溫度和速度隨油氣比和進(jìn)氣量的變化規(guī)律。
　　最后，本文通過ADAMS軟件對試驗臺進(jìn)行運動學(xué)和動力學(xué)仿真分析，得出了各構(gòu)件之間的運動關(guān)系，檢查各構(gòu)件在運動過程中是否存在干涉，以及運動行程是否滿足設(shè)計要求。繪制了電機輸出軸的速度曲