水空兩用發(fā)動機壓氣機葉輪氣動設(shè)計研究.pdf

1、由于“一體”、“聯(lián)合”、“全維”將成為未來戰(zhàn)場的特點,能夠多棲作戰(zhàn)的武器裝備成為戰(zhàn)場上的必然產(chǎn)物,對于飛機而言更是首當(dāng)其沖。只能在天空飛行的飛機已經(jīng)不能很好的適應(yīng)與應(yīng)對未來戰(zhàn)爭了。如果有既能在空中飛行,又能在水面航行,必要時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的能在水空領(lǐng)域自由航行的水空兩用飛機,將會帶來特別的作戰(zhàn)效能,甚至可能導(dǎo)致作戰(zhàn)方式的全新變革,對未來戰(zhàn)爭的發(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現(xiàn),就必然需要有一個能夠水空兩用的動力裝置為其提供動力源泉。目前,在水空兩用飛機的領(lǐng)域,我國已處于設(shè)計實驗階段,但是此項技術(shù)的發(fā)展一直受到動力系統(tǒng)效率和防水性能的限制。無論軍用或民用領(lǐng)域都急需一種能很好適用于兩棲飛行器的動力裝置。
　　水空兩用飛機的特殊性決定了其動力系統(tǒng)必須能夠同時在空中和水下工作。根據(jù)上述要求,提出了此新概念發(fā)動機,其采用水空兩用噴射發(fā)動機推進(jìn),借鑒渦噴發(fā)動機技

3、術(shù)進(jìn)行改造,以實現(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,改用電動壓氣機(空中模式)或水泵(水中模式),在空中采用高速電動壓氣燃油推進(jìn)模式,在水下航行時則用低速電動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)。
　　本文是針對此水空兩用發(fā)動機,在參考國內(nèi)外航空發(fā)動機壓氣機以及離心式水泵的基礎(chǔ)上,首先設(shè)計出了兩款葉輪的氣動外形,然后根據(jù)兩種類型的葉輪設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計出兩款為改型葉輪,并應(yīng)用Fluent軟件對這四個葉輪進(jìn)行空中模

4、式和水中模式的三維流體動力學(xué)計算。再根據(jù)計算結(jié)果,對設(shè)計的離心葉輪進(jìn)行分析與評估。通過比較分析,結(jié)果表明改型葉輪雖然在空中的性能比不上壓氣機葉輪,水中的性能表現(xiàn)也不及離心泵葉輪優(yōu)越,但各項性能參數(shù)基本能滿足水空兩用的要求,可為類似的水空兩用葉輪氣動設(shè)計提供借鑒,為以后類似的壓氣機葉輪的優(yōu)化提供一定的依據(jù)。
　　經(jīng)過對比分析,本文提出的水空兩用離心壓氣機葉輪僅僅只是解決了水空兩用發(fā)動機動力問題的冰山一角,要真正使水空兩用發(fā)動機成為可