直升机滑油系统流动阻力特性研究.pdf

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1、学术论文直升机滑油系统流动阻力特性研究StudyofFlowResistanceCharacteristicsforHelicopterOilSystem北京航空航天大学航空科学与工程学院赵然高红霞李明[摘要】通过对直升机滑油系统及部件工作原理研究的基础上，建立了温度、压力、流量多因素耦合稳态仿真模型，并用VisualC++6．0编制了相应计算软件。利用仿真计算结果对滑油系统及其主要部件的阻力性能进行了分析，确定了影响系统阻力特性的主要部件和主要影响因素，分别为滑油泵、过滤器、散热器、喷嘴和滑油温度、飞行高度。在对系统流量、阻力特性研究的基础上对系统高空性能进行了预测，为

2、部件选型及系统管路的优化设计提供了参考依据。关键词：滑油系统流动阻力稳态模型高空特性【ABSTRACT】Basedontheresearchofworkingprincipleofthehelicopteroilcoolingsystemanditsmaincomponents，asteady-statesimulationmodelofmulti—factorcouplingisestablished，includingtemperature，pres—sureandflow．AsimulationsoftwareisdevelopedwithVC++6．0．Utili

3、zingthesimulationsoftwareandthecal-culationresults，resistancecharacteristicsoftheoilsystemandkeyparametersareanalyzedinordertOdeterminethemaincomponentsandmainfactorsthatimpacttheresis-tancecharacteristicsofoilsystem，whicharelubricatingoilpump，filter,radiator,nozzleandoiltemperature，fligh

4、taltituderespectively．Onthebasisofanalysis，systemresis-tancecharacteristicsunderdifferentflightconditionsandaltitudesarepredicted，whichalsoprovideareferenceforthecomponentsselectionandtheoptimaldesignoftheoilsystem．Keywords：OilsystemFlowresistanceSteady—statemodelAltitudeperformance随着对滑油冷

5、却系统理论研究和研制工作的深入以及设计要求的提高⋯，提出了包括系统参数的合理匹配、系统在高空各种飞行状态下的性能预测等一系列新问题，因此研究系统管网中介质流动和阻力特性对系统性能的影响以及系统部件的选型设计、优化系统管路的分布和结构等则受到越来越多的设计人员的重视。目前，国外关于滑油系统工作模型的公开报告和资料较少，而国内的研究主要针对于系统部件特性和分系统特性，比如，李林蔚等障1从系统流量一压力一温度耦合的角度提出了直升机减速器滑油冷却系统的改进设计方法；周懿等【31建立了直升机滑油散热器工作模型，并获取了其在系统中的动态性能；李明等H1讨论了直升机滑油冷却斜流叶轮风扇

6、的变工况性能及其设计方法。以上工作多侧重于滑油系统子部件特性和分系统的传热特性，而没有对系统流动阻力特性进行深入的研究。本文从系统的角度对滑油系统及其部件阻力性能进行了研究，综合分析了系统温度、压力、流量的耦合特性。其仿真计算结果可以帮助了解直升机滑油冷却系统在整个飞行包线内的工作状态和阻力特性，对最终确定系统循环量和系统管路布置方案及对滑油冷却系统的设计和性能预测具有重要指导作用。1直升机滑油系统稳态模型的建立本文所研究的某型直升机主减速器滑油系统结构如图l所示。该滑油系统采用“湿”式系统，即用减速器机匣的收油池代替滑油箱，系统主要由油箱、滑油泵、溢流调压活门、单向活门

7、、过滤器、滑油散热器、旁通活门、风扇及指示与监控设备等组成。由于系统及各部件压力响应时间较滑油热平衡响应时间而言很短，可忽略不计，因而不需要求解复杂的动态压力流量变化过程，主要研究的是系统达到稳态时各部件处的温度、压力、流量参数。因此，可将系统求解问题简化，根据流体网络理论研究在不同工作状态下各个部件节点处的性能参数，并且将系统框架图中复杂的管路系统按其功能分类合并，这样更适合工程应用。1．1油泵组件滑油从油池经齿轮泵分两个支路抽出，并在油池出口处设有一层滤网(即碎屑检测器)，检测并过滤较大颗粒杂质。由于齿轮容积泵不能用排出活