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题目:大型飞机常用反推力装置气动性能研究

关键词:叶栅式反推力装置;叶栅几何形状;反推效率;流量系数;多折流门鳄鱼嘴式反推力装置

  摘要

反推力装置因其出众的减速性能和安全性能成为大型飞机发动机系统的一个关键部件。叶栅式反推力装置由于具有集成度高、可靠性高、对不同发动机工况适应性强的优点而受到广泛采用,本文研究了叶栅几何形状对反推性能的影响,并在此基础上,分析比较了其与多折流门鳄鱼反推力装置的反推性能。 首先,本文运用FLUENT软件对叶栅式反推力装置进行数值模拟。对所选计算方法进行了验证,验证算例的计算结果与试验值能很好的吻合,这说明了所运用计算方法的正确性。在此基础上,以CF34-8C型发动机为例建立几何模型,分析了叶栅式反推力装置的流场特性,得出了反推效率的评估方法。 其次,本文研究了导流叶栅几何及气动参数的选取对反推性能的影响规律,对于冲击式对称叶栅,叶栅稠密度在一定范围内变大时,流量系数减小,轴向反推力系数增加;在反推气流不被进气道吸入的情况下,当气流角增大,流量系数变大,轴向反推力系数降低。双曲非等厚叶片的气动性能要好于单曲等厚叶片。对于非对称叶栅,进口气流角、过渡段半径和叶片上下端轴向间距对风扇气流能否顺利导入叶栅起重要作用,稠密度影响着叶栅的出口面积和导流性能,出口气流角是反推力装置设计的关键因素,对反推性能起着决定性的作用。非对称叶栅的反推性能高于对称叶栅。根据上述研究总结出导流叶栅的设计思路。 最后,对叶栅式反推力装置和多折流门鳄鱼嘴式反推力装置进行三维数值模拟,结果表明:二者反推气流对外流场的影响情况相似。在相同气动条件下,叶栅式反推力装置的反推效率要高于多折流门鳄鱼嘴式反推力装置。可以将多折流门鳄鱼嘴式反推力装置近似看做是在出口处加一导流门的单通道叶栅式反推力装置。