基于虛擬樣機(jī)的航母跑道涂層熱性能試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真.pdf

1、航母甲板是艦載機(jī)的起降平臺(tái)，艦載機(jī)起飛時(shí)噴出的煙氣會(huì)對(duì)甲板上的飛機(jī)跑道和偏流板涂層產(chǎn)生強(qiáng)烈的高溫沖刷作用，導(dǎo)致涂層起層、皺皮或開(kāi)裂，嚴(yán)重影響其使用性能。因此在研制跑道涂層的過(guò)程中，需要對(duì)涂層進(jìn)行熱性能試驗(yàn)，這就要求提供一種試驗(yàn)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(lái)模擬艦載機(jī)起飛時(shí)的高溫沖刷作用。目前國(guó)內(nèi)外的相關(guān)試驗(yàn)裝置主要有實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的高溫爐、沖蝕磨損試驗(yàn)裝置和燃燒室地面試驗(yàn)所用的的加熱器，它們均不能同時(shí)滿足艦載機(jī)起飛時(shí)的

2、溫度和速度要求，因此設(shè)計(jì)熱性能試驗(yàn)機(jī)很有必要。
　　本文首先根據(jù)艦載機(jī)起飛時(shí)的具體情況，進(jìn)行了熱性能試驗(yàn)機(jī)的總體設(shè)計(jì)，進(jìn)而詳細(xì)設(shè)計(jì)熱源結(jié)構(gòu)和試驗(yàn)臺(tái)。熱源結(jié)構(gòu)需產(chǎn)生具有一定溫度和速度的氣流，試驗(yàn)臺(tái)需實(shí)現(xiàn)涂層試件板的運(yùn)動(dòng)，以模擬氣流與涂層的位置變化。針對(duì)熱源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(jì)算以及燃油、供風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。試驗(yàn)臺(tái)采用滑塊擺桿機(jī)構(gòu)和絲杠螺母副實(shí)現(xiàn)試件平板的轉(zhuǎn)動(dòng)和平動(dòng)，并對(duì)部分零

3、件進(jìn)行了耐火設(shè)計(jì)。
　　其次，本文重點(diǎn)對(duì)熱源結(jié)構(gòu)的燃燒筒部分進(jìn)行了燃燒模擬。通過(guò)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(zhǎng)度。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)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(guò)ADAMS軟件對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析，得出了各構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，檢查各構(gòu)件在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是否存在干涉，以及運(yùn)動(dòng)行程是否滿足設(shè)計(jì)要求。繪制了電機(jī)輸出軸的速度曲