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原文传递舰载机蒸汽弹射系统研究及仿真

论文题名：	舰载机蒸汽弹射系统研究及仿真
关键词：	航空母舰;舰载机;蒸汽弹射系统;仿真模型
摘要：	弹射器作为航空母舰上的关键起降设备，能帮助多种型号的舰载战斗机，预警机从长度有限的飞行甲板上，安全快速的起飞。通过弹射起飞的方式，作战机型不再受到载弹量和载油量的限制，能有效扩大作战与预警范围，以此保证现代重型航空母舰的强大战斗力。目前，新一代的电磁弹射器技术已经进入人们的视线，由于其更轻的重量，更小的占地面积以及更高的能量利用率而被各国重视，但是由于其电磁干扰及可靠性能上的问题还未解决，电磁弹射技术还远未成熟，在这种背景下，对蒸汽弹射系统进行仿真研究具有十分重大的意义。　　蒸汽弹射系统以湿蒸汽为工作介质，推动汽缸，带动滑车，拖拽舰载机，从而实现舰载机弹射起飞。作为一个庞大而复杂的装置，蒸汽弹射器由众多子系统构成。其中，弹射引擎系统是整个系统的核心部分。本文以美国某型蒸汽弹射装置作为参考研究对象，根据工作过程对其工作原理进行分析，并对主要的能量控制元件进行结构分析及参数配置。将在弹射过程中涉及到能量变化的环节，分成汽缸充汽，膨胀加速以及水力制动三个阶段。　　在汽缸充汽阶段，储汽筒向开槽汽缸充汽，积蓄内能；膨胀加速阶段，实现蒸汽内能向舰载机动能的转化；水力制动阶段，通过水力制动系统吸收活塞与滑车的剩余动能。针对于此，在一定的假设条件下，对各个阶段进行了数学建模，定性分析了各个影响因素对能量变化的影响，为论文的研究内容提供了研究方向。在此基础上，利用AMEsim软件建立了蒸汽弹射系统的仿真模型。　　应用该仿真模型，对能量变化的各个阶段进行了仿真实验。根据仿真得到的结果，分析了湿蒸汽储汽筒压力，发射阀开启速率，应力止动螺栓拉断力，舰载机质量以及发动机推力变化时对汽缸充汽阶段，膨胀加速阶段能量输出产生的影响。对于水力制动阶段，通过仿真结果，讨论了活塞刺杆外径大小对弹射剩余动能吸收的影响。
作者：	刘学兵
专业：	控制理论与控制工程
导师：	梁利华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文