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1、第４４卷第２期航空計(jì)算技術(shù)Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．２２０１４年３月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＭａｒ．２０１４三軸承旋轉(zhuǎn)噴管型面設(shè)計(jì)與分析楊帆，劉增文，劉帥，王占學(xué)，張曉博（西北工業(yè)大學(xué)動(dòng)力與能源學(xué)院，陜西西安７１００７２）摘要：通過對(duì)短距／垂直起降用三軸承旋轉(zhuǎn)噴管工作原理的分析，給出了型面設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)，并對(duì)三軸承旋轉(zhuǎn)噴管型面進(jìn)行了分析，探討了等直段、型面過渡段、收縮噴管段的設(shè)計(jì)方法。同時(shí)，基于某型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)開展了數(shù)值模擬分析，發(fā)現(xiàn)噴管推力矢量有效偏轉(zhuǎn)角與噴管偏轉(zhuǎn)角度大致呈線性關(guān)系，且前者約為后者的１．０２１倍，則
2、設(shè)計(jì)的三軸承旋轉(zhuǎn)噴管具有產(chǎn)生矢量推力的能力，滿足了型面設(shè)計(jì)的要求。關(guān)鍵詞：短距／垂直起降；三軸承旋轉(zhuǎn)噴管；型面設(shè)計(jì)；數(shù)值模擬；推力矢量有效偏轉(zhuǎn)角中圖分類號(hào)：Ｖ２３１．３ 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：１６７１桘６５４Ｘ（２０１４）０２桘００７７桘０４DesignandAnalisisofThreeBearingSwivelNozzleInnerContourＹＡＮＧＦａｎ，ＬＩＵＺｅｎｇ桘ｗｅｎ，ＬＩＵＳｈｕａｉ，ＷＡＮＧＺｈａｎ桘ｘｕｅ，ＺＨＡＮＧＸｉａｏ桘ｂｏ（SchoolofPowerandEnergy，NorthwesternPolyt
3、echnicalUniversity，Xi′an７１００７２，China）Abstract：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｒｅｅｂｅａｒｉｎｇｓｗｉｖｅｌｎｏｚｚｌｅ，ｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｄｅｘｏｆｔｈｅｉｎｎｅｒｃｏｎｔｏｕｒｄｅｓｉｇｎｗａｓｇｉｖｅｎ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｒｅｅｂｅａｒｉｎｇｓｗｉｖｅｌｎｏｚｚｌｅｉｎｎｅｒｃｏｎ-ｔｏｕｒｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｎａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｓｔｒａｉｇｈｔｓｅｃｔｉｏｎ，
4、ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓｅｃｔｉｏｎ，ｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎｓｅｃｔｉｏｎｏｆｎｏｚｚｌｅｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｂａｓｅｄｏｎａｔｕｒｂｏｊｅｔｅｎｇｉｎｅ，ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｉｔｈａｓｂｅｅｎｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｔｈｒｕｓｔｖｅｃｔｏｒａｎｇｌｅｗｉｔｈｔｈｅｎｏｚｚｌｅｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎａｎｇｌｅｉｓｒｏｕｇｈｌｙｌｉｎｅａｒｒｅｌａｔｉｏｎ-ｓｈｉｐ，ａｎｄｔｈｅｆｏｒｍｅｒｉｓａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ１．０２１ｔｉｍｅｓｏｆｔｈｅｌａｔｔ
5、ｅｒ．Ｉｎｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ，ｔｈｅｔｈｒｅｅｂｅａｒｉｎｇｒｏｔａｔｉｎｇｎｏｚｚｌｅｈａｓｔｈｅａｂｉｌｉｔｙｔｏｐｒｏｄｕｃｅｔｈｒｕｓｔｖｅｃｔｏｒｂｅｔｗｅｅｎ０ｄｅｇｒｅｅａｎｄ９５ｄｅｇｒｅｅ，ｗｈｉｃｈｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｉｎｄｅｘｅｓｏｆｔｈｅｉｎｎｅｒｃｏｎｔｏｕｒｄｅｓｉｇｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Keywords：ｓｈｏｒｔｔａｋｅｏｆｆ／ｖｅｒｔｉｃａｌｌａｎｄｉｎｇ；ｔｈｒｅｅｂｅａｒｉｎｇｓｗｉｖｅｌｎｏｚｚｌｅ；ｉｎｎｅｒｃｏｎｔｏｕｒｄｅｓｉｇｎ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ
6、ｔｈｒｕｓｔｖｅｃｔｏｒａｎｇｌｅ［２］引言直方向可偏轉(zhuǎn)９５°，左右方向可偏轉(zhuǎn)１０°，具有極好的推力矢量性能，此技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)矢量噴管，機(jī)械系隨著新時(shí)代軍事斗爭形勢(shì)的發(fā)展，部隊(duì)對(duì)惡劣戰(zhàn)統(tǒng)輕便，但性能更高，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。國外航空?qǐng)鰻顩r和較低保障條件下軍事打擊能力的需求日益增［１］發(fā)達(dá)國家經(jīng)過多年的研制和使用，已經(jīng)掌握了ＳＴＯＶＬ加。短距／垂直起降（ＳＴＯＶＬ）戰(zhàn)斗機(jī)在具備較強(qiáng)攻［３］戰(zhàn)斗發(fā)動(dòng)機(jī)的工作機(jī)理和關(guān)鍵部件技術(shù)。而國內(nèi)對(duì)擊能力的同時(shí)，具有傳統(tǒng)戰(zhàn)斗機(jī)無法比擬的短距起飛此的研究尚處于起步階段，對(duì)三軸承旋轉(zhuǎn)噴管設(shè)計(jì)技和垂直降落能力，因而越
7、來越受到各國軍方的重視，已術(shù)方面的研究基本處于空白。經(jīng)成為航空技術(shù)發(fā)展的重要方向。歐美強(qiáng)國相繼開發(fā)型面設(shè)計(jì)是三軸承旋轉(zhuǎn)噴管設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)和重了一系列ＳＴＯＶＬ戰(zhàn)斗機(jī)，如英國的“海鷂”、俄羅斯的要組成部分，本文針對(duì)其展開研究。先給出了設(shè)計(jì)指ＹＡＫ－３８、ＹＡＫ－１４１、美國的Ｆ－３５Ｂ等。標(biāo)，然后對(duì)其定性分析，并就型面設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了較為在近幾十年的研究中，成功的ＳＴＯＶＬ發(fā)動(dòng)機(jī)都帶詳細(xì)的介紹，最后開展了相應(yīng)的數(shù)值模擬和分析。有強(qiáng)大的推力矢量噴管，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的工作需求。在最新的技術(shù)領(lǐng)域中，俄羅斯的ＹＡＫ－１４１、美國的Ｆ－３５Ｂ等戰(zhàn)機(jī)都采用三軸
8、承旋轉(zhuǎn)噴管技術(shù)來實(shí)現(xiàn)垂１ 三軸承旋轉(zhuǎn)噴管工作原理直起降功能，其中Ｆ１３５發(fā)動(dòng)機(jī)三軸承旋轉(zhuǎn)主噴管，垂三軸承旋轉(zhuǎn)噴管主要由與發(fā)動(dòng)機(jī)過渡轉(zhuǎn)接段、三收稿日期：２０１４－０２
