基于虚拟样机的机载干扰弹投放系统的研究

论文摘要

机载干扰弹投放器是安装在导弹挂架上用来投放干扰弹的机电设备,目的是为了扰乱红外制导导弹的追踪和屏蔽雷达发射的电磁波,因而机载干扰弹投放器性能的优劣,直接关系到飞行员和飞机的安全。由于投放器周围的气流特性对干扰弹片的快速散开有很大影响,而且投放器的振动特性对其正常工作以及对飞机的影响不容忽视,因此必要对投放器做外部绕流分析和振动特性的分析。根据结构相对简单、重量轻、工作平稳可靠的设计要求,本文首先建立投放器的模型,进而根据简化原则,对其进行简化并建立数值分析模型。应用FLUENT对投放器进行外部绕流的分析,由二维状态下的定性分析,得到初步的气动力数据和气流特性分布,并进行导风罩外形的优化;由三维状态下的精确分析,得到升力、阻力和力矩系数,同时得到气流压力、温度和速度的具体分布情况,描绘出投放器尾部的涡流场,即干扰弹分散时的气流环境。建立投放器壳体的简化模型,得出有限元分析模型,在ANSYS WORKBENCH下进行装配体的模态分析,得到投放器壳体的各阶模态和振型;对投放器壳体进行谐响应分析,得到不同激振力作用时壳体的振动响应;为提高安全系数,改进投放器的安装方式,重新提取模态,并进行随机振动响应分析,检验投放器的可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状及分析
• 1.2.1 飞机面临的主要威胁
• 1.2.2 飞机的对抗措施
• 1.2.3 干扰弹投放系统的装备情况
• 1.3 无源干扰的原理和方式
• 1.3.1 无源干扰的工作原理
• 1.3.2 几种干扰弹投放器的原理
• 1.3.3 干扰弹的投放时机与方式
• 1.4 主要研究内容
• 第2章 干扰弹投放器模型的建立
• 2.1 引言
• 2.2 系统的主要技术指标及要求
• 2.3 投放系统的传动方案
• 2.4 部分关键机械部件的设计
• 2.4.1 弹片的设计
• 2.4.2 斜齿轮副和蜗轮蜗杆副
• 2.4.3 壳体的设计
• 2.5 本章小结
• 第3章 干扰弹投放器外部绕流的数值模拟
• 3.1 引言
• 3.2 绕流分析的基本理论
• 3.2.1 气体动力学的基本理论
• 3.2.2 外部绕流的数值模拟方法
• 3.3 干扰弹投放器的二维绕流分析
• 3.3.1 分析目的
• 3.3.2 前处理
• 3.3.3 边界条件与求解控制
• 3.3.4 后处理与结果分析
• 3.3.5 导风罩的结构改进
• 3.4 干扰弹投放器的三维绕流分析
• 3.4.1 分析目的
• 3.4.2 前处理
• 3.4.3 边界条件和求解控制
• 3.4.4 后处理与结果分析
• 3.4.5 不同飞行状态下的气动力
• 3.5 本章小结
• 第4章 干扰弹投放器的结构有限元分析
• 4.1 引言
• 4.2 投放器结构有限元分析原理
• 4.2.1 特征值问题的分析
• 4.2.2 动力响应问题的分析
• 4.3 投放器外壳体的有限元分析
• 4.3.1 有限元模型的建立
• 4.3.2 模态分析
• 4.3.3 谐响应分析
• 4.3.4 投放器外壳体安装点的分析
• 4.3.5 投放器的随机振动分析
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢