資源描述：
《直升機機身表面溫度場建模與數(shù)值分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、航空學報ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaFeb．252011VoI．32No．2249—256ISSN1000．6893CN11．1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．CR文章編號：1000—6893(2011)02—0249—08直升機機身表面溫度場建模與數(shù)值分析潘丞雄，張靖周*，單勇南京航空航天大學能源與動力學院，南京210016摘要：為了解得合理的直升機整機溫度分布，在直升機機身表面溫度場建模中綜合考慮了機身蒙皮、排氣系統(tǒng)、旋翼下洗和太陽輻射等方面的影響，并進行了數(shù)值
2、模擬和排氣系統(tǒng)一后機身一體化局部縮比模型的實驗驗證。研究結果表明：①由于輻射換熱的影響，后機身內部混合管附近的表面溫度升高了15K左右；②單層蒙皮的表面溫度受內部高溫部件的熱輻射影響較為顯著．帶遮擋板的雙層壁結構蒙皮溫度接近環(huán)境溫度；③考慮太陽輻射時，受照側機身表面溫度呈現(xiàn)明顯升高，最大溫升約18K。關鍵詞：紅外輻射；溫度分布，旋翼下洗；太陽輻射；直升機中圖分類號：V231文獻標識碼：A隨著紅外探測和制導技術的發(fā)展，武裝直升機在未來戰(zhàn)場環(huán)境中受到的威脅日益嚴重。其紅外輻射源主要包括兩個方面：其一，發(fā)動機排氣系統(tǒng)的外露壁面和燃氣尾焰是3～5且m波段的主要紅外輻
3、射源，可以使用紅外抑制器，利用排氣的動量引射環(huán)境空氣來實施混合降溫；其二，直升機蒙皮表面在太陽輻射和內部熱源作用下溫度升高，主要形成8～14弘m波段的紅外輻射，必須采取低發(fā)射率涂層、隔熱結構和強迫冷卻等技術途徑加以抑制【lqJ。直升機表面的溫度分布受到太陽輻射、表面發(fā)射率、發(fā)動機艙散熱、排氣噴流和旋翼下洗氣流等因素的影響，直升機表面的溫度分布特性直接影響到直升機機身蒙皮的紅外輻射特征，因此為了解得合理的直升機整機紅外輻射特征，必須對以上因素加以綜合分析。文獻[2]～文獻[5]進行了考慮旋翼下洗的直升機排氣系統(tǒng)溫度場和引射能力測試，但均未考慮機身的影響，且采用
4、均勻的旋翼下洗，并未考慮下洗速度沿葉片徑向和切向的分布影響；文獻[6]采用熱源法計算了直升機整機的溫度分布，得到了合理的結果，但并未考慮太陽輻射。文獻[7]和文獻[8]采用各向同性天空散射模型分別計算了城市建筑墻面和坦克裝甲在太陽輻射下的溫度變化，均得到了合理的結果。文獻[93和文獻[10]分別對包括各向同性天空散射模型在內的幾種不同太陽輻射模型進行了計算與實測的對比，并對不同模型的特點進行了詳細分析。本文針對一個假想的直升機縮比尺寸模型，對其表面的溫度場進行建模和數(shù)值分析，在分析中考慮了太陽輻射、蒙皮輻射換熱和排氣噴流加熱，并且在模擬旋翼下洗時考慮了其速度
5、矢量在徑向和切向的分布。收稿13期：2010．05．10；退修日期：2010—05—31；錄用日期：2010．08—06；網絡出版時問：2010-11-1109：14網絡出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．1929．V．20101111，0914．027．htmID糾：CNKI：1t-1929／V．20101111．0914．027*通訊作者．Tel．：025·84895909E-mail：zhangjz@nuaa．edu．∞季}用褡武I潘丞雄。張靖周．單秀．i井機機身表面溫度場建模與數(shù)值分析CJ-．航空學報．2011．32(2
6、)t249-256，PanChengxiong．ZhangJingzhou。ShanYong，ModelingandanalysisofhelicopWrsk#ltemperaturedistribution￡山．ActaAeronauticaetAstronau-ticaSinica．2011．32(2)：249-256．#i學報物理模型計算所樂川I的物理模型如斟】所不．甚奉垂數(shù)：豐旋翼A徑為l610mm挑身長為5275m肌機身寬為850?．機高為1105?機身重為558婦，旋翼崔裝角設為10。．旋翼旋轉軸與，軸成4。兜角。A升機采川積發(fā)動機．機身州側并有
7、一垂排7C引射系統(tǒng)，該排氣系統(tǒng)與機身采JIJ一體化設計，波瓣噴管進口面積為2834n耐．利州俳氣動量抽吸環(huán)境冷空氣與熱排氣混合．摻泥后的混合氣體排^混合管．混合管出￡l為狹長矩形．面積為18220m一，寬商比為24。排氣系統(tǒng)L耐榮皮開口，輯旋翼下冼氣流導引入后機身內部對排‘t混合管盈混合排氣進行玲卻。后機身兩側蒙皮設計了兩種結構：一種為帶遮熱板的雙層結構．J{j以遮擋內部高溫輻射潭：另一種為不帶遮熱板的單層榮皮結構。其n體結構如圖2所示。I．nerl?wall罔2直升機排氣系統(tǒng)i意吲Fig2Detailsofhelicoptere曲auslsvsIem2數(shù)學
8、模型影響直升機表面溫度場的兇索}f分復雜．由于發(fā)動機
