为掌握固定几何气动矢量喷管气动性能,通过CFD数值模拟的方法,研究了主流落压比、扩张段二次流落压比、扩张段二次流角度和引射对固定几何气动矢量喷管轴向推力系数的影响;主流落压比、扩张段二次流落压比和扩张段二次流角度对矢量角的影响;主流落压比、喉道二次流落压比和喉道二次流角度对喉道控制率的影响。结果表明:随主流落压比增大轴向推力系数增大,矢量角减小,喉道控制率减小;随扩张段二次流落压比增大推力系数减小,矢量角增大;随喉道二次流落压比增大,喉道控制率增大;随扩张段二次流角增大轴向推力系数减小,矢量角略有减小;随喉道二次流角增大喉道控制率增大;随引射方式增加喷管推力系数增大。

为提高逆流控制矢量喷管的气动性能,提出一种逆流控制矢量喷管的引射设计方案,在喷管外套管尾部沿切线方向引入一股射流,通过改变外套管内部流场及高速气流的卷吸作用,提高整个喷管的推力矢量角。运用数值模拟的方法,对原型喷管与引射式喷管(称为改进型喷管)在相同设计工况下进行计算,先后得到了流场的压力系数、马赫数、流线等分布情况并进行分析。研究表明引射会对推力矢量角及推力系数产生影响,与同等工况下的原型喷管相比较,改进型喷管的矢量角提高2.89°,推力系数提高0.72%;引射会增大主流两侧压差,同时对主流卷吸使其向上偏转;当引射压强增大时,改进型喷管主流两侧的压差也会随之增大,从而提高推力矢量角。

双喉道控制矢量喷管具有良好的推力矢量性能。为了进一步提高双喉道控制矢量喷管的性能,提出一种双射流双喉道矢量喷管的设计概念。在喷管的第二喉道处上壁面增加一个射流通道,给主流提供径向速度的同时也降低推力损失,既能增大推力矢量角,又能获得较大的推力系数。对该喷管二次射流设计参数进行数值模拟,结果表明二次射流流量比、入射角度都会对喷管的内部流态造成直接影响,从而影响推力矢量角、推力系数。由此方法得出的最佳推力矢量性能为最佳推力矢量角为16.5°时,相对应的推力系数为96.7%。

给出了轴对称收扩喷管和实施矢量偏转后的收扩喷管模型在FL-8风洞中的动力模拟静特性实验结果.对于轴对称喷管模型主要进行了喷管的推力特性测量,对于实施矢量偏转后的喷管模型除了给出了喷管推力特性外,还给出了喷管的偏转效率.实验结果表明:在FL-8风洞中进行单喷管的推力静特性测量实验结果可靠,与理论规律相一致.

为提高矢量喷管电液伺服系统频宽的策略,以阀控缸为研究对象,分析影响系统频宽的因素.建立了阀控缸系统的数学模型,通过MATLAB仿真计算系统的理论频宽.为研究过度容积对阀控缸频宽的影响,建立了矢量喷管电液伺服系统的AMESim仿真模型.结果表明：应用分布参数管路模型分析,系统频宽与总压缩容积并非严格单调关系,存在一最佳过渡容积112 cm^3,使系统频宽达到最大.

针对矢量喷管控制系统在故障状态回中的需求,在液压系统作动器设计中引入回中小孔,设计了具有自动回中功能的出口面积调节作动系统。该系统的自动回中功能不需控制系统控制,也不需提供外力即可实现作动器的自动回中。给出了自动回中功能的工作原理,并对系统的工作原理和零组件特性进行了理论分析;根据实际所应用的面积调节系统建立了液压系统的AMESim仿真模型,利用不同工作模态下转换阀和作动器等液压元件的仿真参数对模型参数进行了优化;将有回中小孔系统和无回中小孔系统的数字仿真结果进行了对比,并分析了影响回中位置的因素。仿真结果证明了引入回中小孔的有效性,并且回中后位置精度满足使用要求,运动平稳,在零位附近没有显著震荡现象;表明了回中小孔与活塞之间的开口度越大,回中时间越长,且回中位置误差越大;进油口的孔径...