带推力矢量的高推比发动机安装系统技术研究

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1、第38卷第2期航空发动机2012年4月Aeroengine带推力矢量的高推比发动机安装系统技术研究田静，邱明星，李健，吕春光，刘宇(中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳110015)摘要：针对第4代军用发动机推力矢量和高推比的特性，研究前主后辅和前辅后主2种结构形式的安装系统。通过安装系统的计算模型，进行了多种工况下气动、机动的载荷计算；并运用U6NX高级仿真模块对主安装系统进行有限元强度分析。从整机角度综合分析载荷计算数据与强度计算结果，给出了2种结构形式安装系统的优缺点。关键词：安装系统；载荷计

2、算；强度分析；推力矢量；航空发动机StudyofInstallationSystemforHighThrust-weightRatioEnginewith田静(1972)，女，自然科学研究员，从ThrustVectoring事航空发动机总体结构设计工作。TIANJing，QIUMing—xing，LIJian，LVChun—guang，L[UYu收稿日期：2011-07—28(AVICShenyangEngineDesignandResearchInstitute，Shenyang110015，C

3、hina)Abstract：Installationsystemwiththefront——primary／back-secondaryandfront——secondary／back-primaryforthefourthgenerationmilitaryenginewiththrustvectoringandhighthrust-weightratiocharacteristicswasstudied．Thepneumaticandmaneuverloadingsoftwoinstallat

4、ionsystemwerecalculatedatvariousconditions．ThefiniteelementanalysisoftheprimaryinstallationsystemstrengthwasconductedbyadvancedsimulationofUGNX．Theloadingandstrengthcalculationshowtheadvantagesanddisadvantagesoftwoinstallationsystems．Keywords：installa

5、tionsystem；loadingcalculation；strengthanalysis；thrustvectoring；aeroengine0引言1发动机安装系统的结构形式针对第4代军用发动机高推比和推力矢量的突发动安装系统的主要功能是保证发动机在整个飞行包线内可靠地定心、定位，将发动机的推力和各出特点，要求发动机安装系统具有更高水平。高推比种附加载荷通过安装系统合理地传递给飞机，同时便要求安装系统能承受更大的载荷，需考虑在此种量级于其维护、快速装拆，满足发动机的热膨胀协调等。载荷下安装系统

6、的结构形式、刚度、强度及裕度等问目前，从国外现役战斗机涡扇发动机来看，安装题；采用推力矢量技术，需考虑矢量喷管在偏转机动系统主要呈现2种结构形式。俄发动机主安装节多设时产生较大的侧向力及弯矩，对发动机内外承力系置在温度低、强度好的中介机匣处，辅助安装节设置统、机匣和安装节带来的影响。在加力筒体处；欧、美发动机主安装节多设置在后段本文从发动机设计的实际情况出发，针对4代机的涡轮后机匣或者加力简体热端部件处，辅助安装节高推比和推力矢量的特点，在国内已有研究l1l的基础则设置在前段的冷端部件处。典型机种

7、安装系统的布上，研究分析发动机安装系统的结构形式、承力传力局方案见表1，其结构形式如图1所示。框架和主辅安装节的配置。通过2种方案安装系统的前主后辅结构形式的安装系统是将主承力框架载荷计算和强度分析，得出了发动机安装系统设计的设在冷端工作区的中介机匣处，由位于水平两侧的球指导性结论。窝形式的主安装节组成；辅助安装承力框架设在热端航空发动机第38卷T作区靠近矢量喷管的加力简体处，有3个耳片结构的辅助安装节组成，其中2个位于水平两侧，1个位于正上方，如图2所示。表1典型机种安装系统布局方案加力筒体图2

8、前主后辅结构形式的发动机安装系统前辅后主结构形式的安装系统是将主安装承力框架设在热端工作区靠近矢量喷管的加力简体处，由2个球窝形式的主安装节组成，位于加力简体水平两侧；辅助承力框架设在冷端f作区的中介机匣处，有3个耳片结构的辅助安装节组成，其中2个位于水平两侧，1个位于正上方，如图3所示～_．1'■～～(特竹部曩一麓图1Ⅲj"1图3前辅后主结构形式的发动机安装系统第2期田静等：带推力矢量的高推比发动机安装系统技术研究2．2载荷计算平衡方程2安装系统载荷计算为实现安装系统的基本功能要