基于虛擬樣機的航母跑道涂層熱性能試驗機的設計與仿真.pdf

1、航母甲板是艦載機的起降平臺，艦載機起飛時噴出的煙氣會對甲板上的飛機跑道和偏流板涂層產生強烈的高溫沖刷作用，導致涂層起層、皺皮或開裂，嚴重影響其使用性能。因此在研制跑道涂層的過程中，需要對涂層進行熱性能試驗，這就要求提供一種試驗裝置產生具有相應溫度和速度的氣流，噴射到涂層試件上，來模擬艦載機起飛時的高溫沖刷作用。目前國內外的相關試驗裝置主要有實驗室內的高溫爐、沖蝕磨損試驗裝置和燃燒室地面試驗所用的的加熱器，它們均不能同時滿足艦載機起飛時的

2、溫度和速度要求，因此設計熱性能試驗機很有必要。
　　本文首先根據艦載機起飛時的具體情況，進行了熱性能試驗機的總體設計，進而詳細設計熱源結構和試驗臺。熱源結構需產生具有一定溫度和速度的氣流，試驗臺需實現涂層試件板的運動，以模擬氣流與涂層的位置變化。針對熱源結構設計，比較了電加熱和燃料燃燒兩種方案，最終選定煤油燃燒的方式，并進行熱力參數計算以及燃油、供風系統的設計。試驗臺采用滑塊擺桿機構和絲杠螺母副實現試件平板的轉動和平動，并對部分零

3、件進行了耐火設計。
　　其次，本文重點對熱源結構的燃燒筒部分進行了燃燒模擬。通過分析比較確定穩(wěn)燃板槽縫的最佳傾角和燃燒筒的最佳長度。在此基礎上，通過調節(jié)燃料和空氣的流量進行多種工況的數值模擬，獲得了出口溫度和速度隨油氣比和進氣量的變化規(guī)律。
　　最后，本文通過ADAMS軟件對試驗臺進行運動學和動力學仿真分析，得出了各構件之間的運動關系，檢查各構件在運動過程中是否存在干涉，以及運動行程是否滿足設計要求。繪制了電機輸出軸的速度曲