水空兩用發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉輪氣動(dòng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、由于“一體”、“聯(lián)合”、“全維”將成為未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)的特點(diǎn),能夠多棲作戰(zhàn)的武器裝備成為戰(zhàn)場(chǎng)上的必然產(chǎn)物,對(duì)于飛機(jī)而言更是首當(dāng)其沖。只能在天空飛行的飛機(jī)已經(jīng)不能很好的適應(yīng)與應(yīng)對(duì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)了。如果有既能在空中飛行,又能在水面航行,必要時(shí)也能快速地潛入水下以躲避敵軍的雷達(dá)搜索及攻擊,還能做到出其不意的從水下突然飛出攻擊敵方亦或獲取珍貴情報(bào)的能在水空領(lǐng)域自由航行的水空兩用飛機(jī),將會(huì)帶來(lái)特別的作戰(zhàn)效能,甚至可能導(dǎo)致作戰(zhàn)方式的全新變革,對(duì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的發(fā)展具有

2、重大的意義。而要使得這種全新的水空兩用飛行器得以實(shí)現(xiàn),就必然需要有一個(gè)能夠水空兩用的動(dòng)力裝置為其提供動(dòng)力源泉。目前,在水空兩用飛機(jī)的領(lǐng)域,我國(guó)已處于設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)階段,但是此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展一直受到動(dòng)力系統(tǒng)效率和防水性能的限制。無(wú)論軍用或民用領(lǐng)域都急需一種能很好適用于兩棲飛行器的動(dòng)力裝置。
　　水空兩用飛機(jī)的特殊性決定了其動(dòng)力系統(tǒng)必須能夠同時(shí)在空中和水下工作。根據(jù)上述要求,提出了此新概念發(fā)動(dòng)機(jī),其采用水空兩用噴射發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn),借鑒渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)技

3、術(shù)進(jìn)行改造,以實(shí)現(xiàn)空中噴氣推進(jìn),水下噴水推進(jìn)。具體設(shè)想是取消渦輪,改用電動(dòng)壓氣機(jī)(空中模式)或水泵(水中模式),在空中采用高速電動(dòng)壓氣燃油推進(jìn)模式,在水下航行時(shí)則用低速電動(dòng)泵配合燃燒室的鈉或者其他金屬與水反應(yīng)進(jìn)行推進(jìn)。
　　本文是針對(duì)此水空兩用發(fā)動(dòng)機(jī),在參考國(guó)內(nèi)外航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)以及離心式水泵的基礎(chǔ)上,首先設(shè)計(jì)出了兩款葉輪的氣動(dòng)外形,然后根據(jù)兩種類(lèi)型的葉輪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)出兩款為改型葉輪,并應(yīng)用Fluent軟件對(duì)這四個(gè)葉輪進(jìn)行空中模

4、式和水中模式的三維流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算。再根據(jù)計(jì)算結(jié)果,對(duì)設(shè)計(jì)的離心葉輪進(jìn)行分析與評(píng)估。通過(guò)比較分析,結(jié)果表明改型葉輪雖然在空中的性能比不上壓氣機(jī)葉輪,水中的性能表現(xiàn)也不及離心泵葉輪優(yōu)越,但各項(xiàng)性能參數(shù)基本能滿(mǎn)足水空兩用的要求,可為類(lèi)似的水空兩用葉輪氣動(dòng)設(shè)計(jì)提供借鑒,為以后類(lèi)似的壓氣機(jī)葉輪的優(yōu)化提供一定的依據(jù)。
　　經(jīng)過(guò)對(duì)比分析,本文提出的水空兩用離心壓氣機(jī)葉輪僅僅只是解決了水空兩用發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力問(wèn)題的冰山一角,要真正使水空兩用發(fā)動(dòng)機(jī)成為可