超音速巡航
超级战斗机——F-22“猛禽”(一、初试锋芒)
超级战斗机——F-22“猛禽”（一、初试锋芒） 2014年9月23日，洛克希德马丁公司的F-22“猛禽”战斗机首次参加实战。那一夜，打击机群中的4架“猛禽”耗时两小时飞行1931公里攻击了伊斯兰国（IS）在叙利亚阿勒颇附近的一处设施。这次行动发生在奥巴马授权使用武力打击IS的一个月之后，证明了这种高技术武器的实战效果，但也招致了空中作战“规模太寒碜”的批评，有人认为这难以取得很大效果。这种批评的根据是数量，美国空军同一时间只在战区部署6架F-22。在1991年海湾战争的“沙漠风暴”行动期间，联军飞机日均出动1241架次，而在打击IS的“坚定决心”行动中，美国和盟国部队飞机日均仅出动12架次。此外，由于严格的交战规则，其中约一半架次要带弹返回基地。 参加“坚定决心”行动的F-22战斗机
尽管“坚定决心”只是一次小规模行动，但却是这种近十年来一直饱受批评的隐身菱形翼超级战斗机的首战。批评者此前一直抱怨F-22花了纳税人太多的钱，驾驶F-22飞行是危险的，该机的氧气系统问题也一度闹得沸沸扬扬。 总统授权动武后，美国空军决定让F-22战斗机上阵来对付叙利亚空军的拦截。结果在行动中叙利亚防空网试图跟踪打击机群，但并没有采取任何敌对行动。随后F-22承担了保持战场通信畅通的任务。一位消息人士告诉《Air International》：F-22在后续任务中实施了对地攻击。 陆军中将威廉·梅维尔是来自参谋长联席会议的行动指挥，他诉记者：“我们着眼于目标的毁伤效果以及最适合在该地区作战的机型，我们有一长串的目标清单。说实话，能满足我们要求的平台不多。” 这些F-22来自美国空军第27远征战斗机中队。鉴于IS对囚犯实施惨无人道的处决，美国空军对参与行动飞行员的姓名严格保密。而且因为基地东道国的政治敏感性，美国空军也从未透露战斗机部署在中东地区的地点。 尽管此前F-22在阿拉伯联合酋长国的答法拉空军基地部署过，但这次参与作战行动的第一波机群显然是从卡塔尔乌代德空军基地起飞的，同基地的KC-10“增程器”为机群提供了空中加油。这两个基地与伊朗隔波斯湾相望，该国已经在支持伊拉克和叙利亚境内的什叶派势力反抗IS。 红圈内就是卡塔尔乌代德空军基地和阿联酋答法拉空军基地
鸭式—飞翼布局无人机设计研究
147中国 设备 工程Engineer ing hina C P l ant 中国设备工程 2019.07 （上）鸭式—飞翼布局无人机设计研究 李勇霖，张纯良，吕羿良，林涌鑫，李江宇，谢宜师 （北京理工大学珠海学院，广东?珠海?519000） 摘要：本文通过对鸭式气动布局及飞翼式气动布局无人机进行大数据分析，对结果进行总结，结合飞翼布局和鸭式布局结构的优点，建立起三维气动模型，设计了一款鸭式-飞翼气动布局无人机。该型无人机具有更慢的巡行速度、更小的转弯半径、更高的灵活度、更好的操作性、更高的运载能力，使得固定翼无人机任务范围得到进一步扩大。 关键词：飞翼布局；鸭式布局；鸭式-飞翼气动布局 中图分类号：V279 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2019）07（上）-0147-03 目前无人机主要由固定翼无人机与旋翼无人机两大类构 成。固定翼无人机以常规气动布局居多，但也有鸭式布局、 三角翼布局、飞翼布局等。旋翼无人机则以多旋翼无人机居 多，但也有无人直升机与倾转旋翼机等。它们所具有的优点 显而易见，但其表现出的不足也一样突出。为此，本文提出 了鸭式-飞翼气动布局无人机，针对目前固定翼及多旋翼无 人机的不足，在载重能力、续航时间、飞行速度及安全性上 作出了改善。 1?设计思路及方法 飞翼气动布局具有阻力小、飞行效率高、结构简单、重 量轻以及较低的可探测性的优点。但依旧存在着航向稳定性 差、俯仰操作性差、较小的最大升力系数C L max 及较高的飞行 速度等不足。而鸭式气动布局则有着着较大的俯仰操作范围、 较大的失速可控范围、较小的配平阻力以及在大迎角飞行及 平飞时提供更大的升力。同时也具有结构复杂及较高的飞行 速度等不足。为改善飞翼布局与鸭式布局的高航速及载重性， 我们将鸭翼与飞翼进行融合，大程度地发挥各自的优势。 本文采用雷诺N-S 方程： {?u i /?x i =0；?u i /?t i +u j ×?u i /?x j =-1/ ρ×?p i /?x i +ν×?2u i /?x j ?x j }. 作为基础方程，用3D-Panel 对飞行器在流场中的气动 特性进行计算，并以XLFR-5软件进行辅助。其中3D-Panel 是对涡格法（VLM）与升力线法（LLT）的结果进行细化。再 利用Re=ρvL/μ对飞行所需雷诺数进行初步计算。其中ρ 为流体密度，μ为动力黏性系数，v 为流场的特征速度，L 特征长度。该款无人飞行器为低空低速飞行器，最大飞行速 度为25m/s，最大升限为1000m。在此飞行速度及飞行高度 的区间内，我们将大气视为理想流体进行计算。飞行阻力则 着重考虑诱导阻力、干扰阻力及黏性阻力。 2?无人机性能参数的确定 目前国内外小型无人机市场中，多旋翼无人机的巡行速 度为6～8m/s，续航时间为21min，实际飞行半径为300m。 外挂载重约为200g。固定翼小型无人机的翼展为1200mm,最 大飞行速度约80km/h，起飞重量约为1kg，理论飞行时间 为45min。本文所设计的鸭式-飞翼气动布局无人机，翼展 为1200mm，机长约为600mm。最小飞行速度4m/s，巡航速 度15m/s，理论升限3000m。其最大起飞重量3kg，有效载荷 1.7kg，转场半径10km，最小转弯半径1.5m。3?飞行器几何参数的选取（1）鸭翼的设计。鸭翼对主翼的影响主要表现在其脱体气流在主翼上方所产生的低压区来扩大主翼的压差，在大迎角飞行时鸭翼的上洗气流可有效减小主翼迎角，以达到扩大失速范围的目的。高速战机的鸭翼为大后掠角、大展弦比与较小的相对厚度。但在低速小飞机中，此设计方案将不再适用。低速飞机鸭翼气动结果如图1所示。从C L 图中我们不难看出，当鸭翼后掠角逐渐增大的同时，整机升力系数出现下降，鸭翼气动特性与高速飞机恰好相反。通过对无人机其他气动特性的分析发现，在低速状态下，鸭翼对主翼的作用主要为翼尖涡流，并非高速飞机的脱体涡流。如图2所示，从不同后掠角的诱导阻力系数I CD 与迎角的曲线，结合公式C D =C L 2/πA e ，印证上述结果。（2）飞机翼稍弦长的选取。其中在外翼弦长的设计中，图1?整机升力系数与迎角的变化图（虚线ΛH =0°、实线ΛH =15.27°、双点划线ΛH =17.34°）图2?诱导阻力系数I CD 与迎角的变化图
米格系列战斗机
米格-25“狐蝠”（Mig-25 Foxbat）
是苏联在1960年代研制部署的一种高空高速战斗机，是世界上第一种速度超过3马赫的战斗机，在冷战时期曾出口过叙利亚、伊拉克、印度等国家，至今仍活跃在这些国家的空军。 米格-25的研制主要是为了对付美国的研发中的XB-70轰炸机与A-12/SR-71“黑鸟”高空高速侦察机，这种侦察机的最高速度同样达到3马赫，普通的截击机根本无法追上更遑论跟踪监视拦截，只有米格-25可以轻松的尾随在SR-71的后面随时监视其航向，并在其有不轨举动时提出警告。 米格-25在装备苏军初期由于其极高的性能参数，一直为西方世界所关注，西方甚至以此推测苏联的军用航空制造技术已经领先于世界。直到1976年9月6日苏军飞行员别连科中尉驾驶米格-25飞机叛逃日本，西方世界才真正揭开了该飞机神秘的面纱。美日的技术专家把米格-25完全拆解后运到东京以北100
多公里的百里空军基地，经过彻底的检查，该机70%的部件是不锈钢，虽然极限速度很高，但是技术性能并没有想象中那么可怕，从整体性能上说仅仅相当于美国的F-4“鬼怪”战斗机，和美国当时正在研制的F-1 5“鹰”和F-16“战隼”战斗机更是相距甚远。 但是不管怎么说，苏联工程师能用相对落后的技术生产出某方面性能突出的战机，某些设计理念至今仍为世人推崇。米格25在其服役期间击落过各类战机，甚至有消息说第一次海湾战争时期米格25曾击落过美军的F/A-18大黄蜂战斗机。 米格-27 是米高扬设计局在米格-23C基础上研制的战斗轰炸机。原称米格-23B，后改称米格-27。1969年完成设计，1970年8月20日首飞，1971年开始批生产，至80年代后期停产时共生产了1000多架，其中1973年改称米格-27以后的各型就有910多架。该机外观上与米格-23相似，但是机头取消了大型对空火控雷达，改为对地光电装置，机头变小并下倾，增大背脊面积，重要部位增加了装甲。由于对地攻击对机动性要求不高，米格-27换装了简化的进气口和喷口。这使得米格-27的超音速性能与米格-23相比有下降，但简化了结构，降低了成本。米格-27采用一台图曼斯基R-29-3000发动机，推力11500千克。固定武器为一门23毫米机炮，外挂载重量4吨。正式命名的米格-27于1973年开始生产，固定式进气道，改进设备，可在能见度差的条件下攻击地面活动目标。改装1门30毫米机炮，机载电子设备作了改进，1973～1977年共生产560架。米格-27的主要改进型号有：米格-27K、米格-27M、米格-27D和米格-27MD。米格-27K是1975年研制的改进型，主要改装先进机载设备、机载火控系统和改挂先进武器。可使用电视制导和激光制导炸弹及X-25M反雷达导弹，以及混凝土穿甲弹。1977～1982年共生产200架。米格-27M 是在K型的简化版本，有一定改进，座舱内装了电视屏幕显示器。1978～1983年间生产150架。米格-27D是将早期型的机体加装上M型的机载设备，共改装了500架，可执行侦察任务。米格-27MD是M型的出口型，设备简化，1982年开始生产
航空行业制造装备发展分析
航空行业制造装备发展分析 非常荣幸参加中国机床工具工业协会主办的“跟踪重点需求，自主创新发展”高层论坛。我今天的演讲题目是“航空工业制造装备的发展分析”。我来自于中航技国际工贸公司，中航技国际工贸公司从上个世纪70 年代开始，一直是中国航空工业制造装备的采购商，是我国航空工业进口制造装备的主渠道。 需要强调的是，我们既不是航空工业的规划管理机构，也不是航空装备的制造企业，我们是一个长期从事航空制造装备进口的外贸公司。由于长期从事国外航空制造装备的采购工作，特别是近10 年来，航空行业采取了制造装备集中规划，集中采购的政策，使我们有机会见证了中国航空工业的蓬勃发展，了解了一些航空工业制造装备的需求和发展历程。 我很高兴借这次演讲的机会，向大家介绍航空工业的现状及发展趋势，找出国内外航空工业的差距，并提出相应的建议；将我们对航空工业装备发展的粗浅认识与大家分享交流。 谈航空工业装备的发展，有必要先看看航空工业的发展。 一、航空工业的发展趋势 航空工业属于高新技术产业，是一个国家综合实力的重要体现。中国航空工业经过半个多世纪的发展，已经形成了具有一定产业规模，上下游产品配套完整的工业体系。我们的航空产品主要包括：各类军用飞机、民用飞机、运输机、直升机、教练机；各类航空发动机；各种航空机载系统等。胡锦涛总书记在十七大报告中提出：“提升高新技术产业，发展航空航天产业”，说明党和国家对发展航空工业的重视。可以说，中国航空工业面临着巨大的发展机遇，有相当可观的发展预期，投资规模会在相当长的一段时间内继续维持在一个较高的水平。 航空工业的不断发展带动了相关材料、工艺和结构的发展，是对设备制造业需求产生的基础。下面，我向大家简单介绍国内外航空工业的发展趋势。 1．军用飞机的发展趋势 目前世界军用飞机正在由三代机向第四代先进战机发展。第四代战机具有超音速巡航能力，能以马赫数1.5—1.6 持续飞行；具有更好的隐身能力和更高的机动性能。其零件数量减少4O%—60 % ，可靠性提高1倍，耐久性提高2倍。这一代战机以美国F - 22 为代表，同时美国也正在研制联合攻击机F—35。 2．直升机的发展趋势 直升机由于具有垂直起降、无需专用跑道、长时间空中悬停等特点，在军用
超音速客机概念设计项目组工作报告
超音速客机的概念设计——团队工作报告 专业名称航空学院—飞行器设计与工程 团队成员龚雪淳潘环龚德志李亮 指导教师张科施杨华保李斌宋科范宇 完成时间 2008年6月15日
摘要 本项目是进行一款新型的超音速客机的概念设计，项目团队成员由来自西北工业大学航空学院2004级飞行器设计与工程专业的四名本科生及四名指导教师和一名研究生组成。 该项目完成了一款载客量200人，巡航马赫数2.0，航程10000～12000公里的超音速客机概念设计。项目团队成员分别是龚雪淳(团队组长)、潘环、龚德志、李亮，项目指导教师分别是杨华保、张科施、李斌、宋科、范宇。 21世纪,人类对航空器的研究将更加关注,航空技术将成为世界各个国家经济发展的一个最重要的标志！5年前，“协和”客机最后一次让乘客感受突破音障的激动瞬间，由于事故频发，这种高科技产物被迫退出历史舞台。然而，人类追逐超音速旅行的梦想并没有像流星一样，一闪即逝。现在，包括美国、英国、法国、日本、中国、俄罗斯等在内的多个具有航空研发能力的国家都在积极投入大量经费，来研制自己的超音速客机方案，以求在未来的航空领域中占有一席之地，一场没有硝烟的战争已经打响。 通过该项目的团队合作研究，提高了我们的创新能力和分析问题、解决问题的能力，培养了我们严谨认真的工作态度和团队协作的精神，让我们懂得了团队的重要性，懂得了如何与人沟通，协作。同时，项目的实施也让我们提前适应了将来的工作模式和工作氛围，认识上更进一层。
目录 摘要 (1) 第一章项目简介 (3) 1.1 项目选题背景 (3) 1.2 项目团队成员及指导老师情况 (5) 1.3 项目创新点与特色 (6) 1.4 项目成员工作协调情况介绍 (7) 第二章项目研究成果 (8) 2.1 总体研究成果 (8) 2.2 气动研究成果 (12) 2.3 结构研究成果 (14) 2.4 人机环境与关键技术研究 (18) 2.5 项目成果评价 (20) 总结与体会 (21) 附录Ⅰ项目团队例会记录单 (25) 附录Ⅱ设计参数更改记录单 (34)
应用于高超音速飞行器的防热材料
2016年夏季学期《航空材料与制 造》课程论文 题目：应用于高超音速飞行器的防热材料
一、概述 高超音速飞行器：指的是飞行速度在五马赫（约6000km/h）以上的飞行物体，主要包括3大类：高超音速巡航导弹、高超音速飞机和航天飞机。高超音速飞行器所采用的超音速冲压发动机被认为是继螺旋桨和喷气推进之后的“第三次动力革命”。除了美国外，俄罗斯、中国、法国、日本、印度、澳大利亚等国也在积极地开展相关的科研实验，他们看重的正是其在军事应用方面的诱人前景。“防热材料”亦称“耐高温烧蚀材料”，是高超音速飞行器的必备材料之一，在火箭发动机喷管，飞行器的端头，外蒙皮，航天飞机机翼前缘，发动机叶片等部位都有着重要的应用。 二、高超音速飞行器所面临的技术瓶颈 被视为“下一代飞行技术”的高超音速飞行，因为其超过五倍音速的超高飞行速度，所面临技术难题是不言而喻的，要实现飞行器高超音速飞行，必须突破高超音速发动机技术和一体化设计技术，如飞行器机体和推进系统设计一体化、气动设计一体化、结构设计一体化等技术，以及材料与结构技术、高超音速空气动力技术、燃料高超音速推进系统、高超音速地面模拟和飞行试验技术等。其中最重要的我想还是飞行器动力问题和与之而来的材料使用问题的解决，这两个问题也正是高超音速飞行器在研发过程中所面临的关键性技术瓶颈，美国、俄罗斯、日本等国在这些方面的研究投入与日俱增，可见高超音速飞行器的开发已经成为了世界各个强国所瞄准的新一代国防技术开发前沿。 在现有的高超音速飞行器的研究实验中，绝大多是都是采用冲压发动机作为飞行器的动力来源。冲压发动机是一种利用迎面气流进入发动机后减速，使空气提高静压的一种空气喷气发动机。它通常由进气道（又称扩压器）、燃烧室、推进喷管三部组成。冲压发动机没有压气机（也就不需要燃气涡轮），所以又称为不带压气机的空气喷气发动机。按应用围划分，冲压发动机分为亚音速、超音速、高超音速三类，应用于高超音速飞行器上的又叫做超燃冲压发动机。冲压发动机结构简单，重量轻，成本低。在飞行马赫数大于3的条件下使用,有较高的经济性。它的缺点是不能自行起动，须用其他发动机作为助推器，而且只有飞行器达到一定飞行速度后才能有效工作。为了在发动机工作前达到冲压发动机的工作速度，现有的两种可以采取的解决方式一种是通过有其他飞行器投放的助推滑翔式的起飞，如美国正在研制的X-43和X-51型飞行器。或者是采用一种涡轮喷气发动机和超燃冲压发动机组合的混合动力，“黑鸟”系列侦察机就是非常典型的例子。 超燃冲压发动机因为其独特的工作原理和使用条件，不仅对其发动机的一体化设计提出了很高的要求，同时在所用材料的性能方面也有着十分苛刻的要求。首先是燃烧室的温度可达2500℃以上，面临的压力和粒子冲刷强度也远远超过现在一般飞机所装配的涡扇发动机。其次是因为飞行器高速飞行时与空气中的粒子摩擦的产生大量的热量，而产生热量的部位主要集中在高超音速飞行器鼻锥，翼缘等重要部位，这些热量如果不能及时导走或加以防护就会对飞行器的部结构
代表机型和战斗机分代
代表机型和战斗机分代 按照西方的战斗机分代划分方法 第一代：亚音速战斗机（喷气革命）——代表机型：美制F86、苏制米格15、中国歼5（前苏联米格15仿制型）等 第一代战斗机的判断依据：喷气式、亚音速，从此战斗机螺旋桨时代进入喷气时代，史称战斗机的“喷气革命”。 第二代：强调超音速性能的战斗机（超音速革命）——代表机型：美制F4、F5，苏制米格21、米格25（2代机的巅峰作品），中国歼7（前苏联米格21的仿制型）等 第二代战斗机的判断依据：战斗机速度首次超过音速，并且重视速度，认为速度越快战斗机越强（非能量机动原理设计），史称战斗机的“超音速革命” 第三代：可变后掠翼，米格—23和美制F—111单独划分一代称之为第三代。 第四代：强调中近距离空战和空空格斗的多用途超音速战斗机（能量机动革命）——代表机型：美制F15、F16、F14、F18，苏制米格29、苏27、苏30（苏27的改进型）中国歼10等，其中F15、F16、米格29、苏27被称为冷战末期统治天空的战斗机“四大天王”。 第四代战斗机的判断依据：符合能量机动原理设计的超音速多用途战斗机。关于能量机动原理，百度里很少有人回答准确什么是第4代战斗机，第三代战斗机就是用能量机动原理设计出来的战斗机。越南战争时期，美国空军发现，自己的F4速度比米格21快，但是屡屡被米格21击落，甚至在不利情况下难于脱身。这是为什么？。一些老的空军退役的飞行员和科学家一起合作研究，发现了“能量机动原理”，具体含义比较复杂，在此不多讲，能量机动原理即，同时具有最大动能和最大势能的战斗机在空战中取得胜利的可能性很高，这些人在综合了自二战以来所有战斗机格斗案例后的惊人发现，合理的解释了战斗机快和高之间的取舍。他们提出了和但是理论相悖的能量机动原理，指出，以后设计战斗机，速度并不是第一要求，飞机所有性能复合能量机动原理越好，他们也被当时不理解他们行为的人称为“战斗机黑手党”。但是F15制造出来以后，一鸣惊人，F15是第一款符合能量机动原理的战斗机，其后的F16服役，F16是第一款根据能量机动原理精确计算后制造的战斗机，自此美国空军进入4代机时代，前苏联几乎花了十几年才搞明白了能量机动原理。后来出来了苏27和米格29.。这里有一个争议，即F14，有人认为F14并不能符合能量机动原理设计，但是我们仍然把它算做第4代战机，因为当时正值“战斗机黑手党”和官员们争吵，另外，F14的可变后掠翼为能量机动原理提供了修正机会，所以仍然算第三代战斗机。史称战斗机的“能量机动革命” 第五代：强调隐身性能等4S标准的的多用途超音速战斗机——代表机型：美制F22“猛禽”、F35“闪电” ，俄罗斯在研的苏47（S37）“金雕”战斗机 第五代战斗机的判断依据：史称战斗机的“隐身革命”。 4S：Super Maneuverability；Super Sonic Cruise；Stealth；Superior Avioni cs for Battle Awareness and Effectiveness
钛合金在多领域的应用与发展
上海大学 本科生课程论文论文题目：钛合金在多领域的应用与发展 课程名称： 课程号： 学生姓名： 学生学号： 所在学院：材料科学与工程学院 日期：2015.05.24
摘要：钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。本文综述了钛合金在航空航天飞行器、热氢处理、发动机、高温钛合金、生物医用材料等方面的应用与发展。 关键词：钛合金；航空；氢；发动机；生物医用材料 钛合金在航空方面的应用与发展 钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、耐高温等优点。从20世纪50年代开始,钛合金在航空航天领域中得到了迅速的发展。钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一,可以减轻飞机的重量,提高结构效率。在飞机用材中钛的比例,客机波音777为7%,运输机C-17为10.3%,战斗机F-4为8%,F-15为25.8%,F-22为39%。 高性能航空发动机的发展需求牵引着高温钛合金的发展,钛合金的使用温度逐步提高,从20世纪50年代以Ti-6Al-4V合金为代表的350℃,经过IMI679和IMI829提高到了以IMI834合金为代表的600℃。目前,代表国际先进的高温钛合金有美国的Ti-6242S,Ti-1100,英国的IMI834,俄罗斯的BT36以及中国的Ti-60。表2为600℃主要高温钛合金的成分及性能特点。 Ti-6242S(Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si)钛合金是美国于20世纪60年代为了满足改善钛合金高温性能的需要,特别是为了满足喷气发动机使用要求而研制的一种近α型钛合金。合金的最高使用温度为540℃,室温的σb=930 MPa。特点是具有强度、蠕变强度、韧性和热稳定性的良好结合,并具有良好的焊接性能,主要应用于燃气涡轮发动机零件,发动机结构板材零件,飞机机体热端零件。 BT36(Ti-6.2A1-2Sn-3.6Zr-0.7Mo-0.1Y-5.0W-0.15Si)合金是俄罗斯于1992年研制成功的一种使用温度在600～650℃的钛合金。合金中加入了5%W和约0.1%Y。加入W对提高合金的热强性有明显作用。加入微量Y可以明显地细化合金的晶粒,改善了合金的塑性和热稳定性。 Ti60(Ti-5.8 Al-4.8 Sn-2.OZr-1.0 Mo-0.35Si-0.85Nd)合金由中国科学院金属研究所在Ti55合金基础上改型设计、宝鸡有色金属加工厂参与研制的一种600℃高温钛合金。Ti60合金的特点之一是合金中加入了1%Nd(质量分数),通过内氧化方式形成富含Nd、Sn和O的稀土相,降低基体中的氧含量,从而起到净化基体,改善合金热稳定性的作用。Ti60合金已进行了半工业性中试试验(包括压气机盘模锻)和全面性能测定。 根据国内外研究现状,未来高温钛合金的发展趋势是:(1)研制600℃以上的新型高温钛合金。可对现有高温钛合金的成分进行调整,改进加工工艺,或研发新的高温钛合金,提高高温钛合金的使用温度。(2)稀土元素在高温钛合金中的作用尚待进一步研究。我国研制的含稀土元素的高温钛合金其使用温度已达到600℃,其各项性能显示均为良好。但稀土元素在合金
战斗机技术性能定义(精)
战斗机的技术性能定义[包括计算] 起飞重量=飞机的基本重量+起飞油量+实际业务载重量 最大起飞重量是指因设计或运行限制，航空器能够起飞时所容许的最大重量。最大起飞重量是航空器的三种设计重量限制之一，其余两种是最大零燃油重量和最大着陆重量。 原理 起飞时航空器必须能产生大于航空器本身重力的升力，才能使航空器离开地面升空。由于航空器只能产生有限的升力，因此航空器本身的总重必须受到限制，以保障能够正常起飞离地。 在实际应用中，最大起飞重量还要受其他因素的限制，如跑道长度、大气温度、起飞平面气压高度和越障能力等。在确定民用航空器最大审定起飞重量时需要满足一定的适航标准，一般在国际民航组织规定的国际标准大气条件下测定。在这个情况下，即使在达到V1速度后一具引擎熄火，飞机都必须能够安全起飞。 飞行前，飞机的总重都会被计算出来。飞行员会跟据总重计算飞机所需的起飞速度并确保总重在最大起飞重量以下。 限制因素 最大起飞重量受以下几个因素影响： 机身设计→飞机本身重量和气动设计 引擎种类和推力→机翼能产生多少升力是取决于空气流过机翼的速度。一具高推引擎可以令飞机加速更快和有更高的速度。
气压→较高的气压可以令机翼产生更多升力。 以上因素决定了飞机的最大许可起飞重量。但还未计及起飞时的环境因素，这些因素包括： 机场高度（气压高度）→气压高度变化伴随着空气密度变化，密度变化会使发动机性能和机翼效能发生变化。 气温→气温升高会导致空气密度变小，使得发动机效率降低。 跑道长度→跑道长度会影响飞机离地前的可用加速距离，如果跑道过短，飞机有可能没有足够时间加速到预期起飞速度。 跑道状况→跑道有积雪或凹凸不平就会产生较多阻力使得飞机加速较缓慢。 障碍→如果机场起落航线上有障碍物，那么最大起飞重量还要受进一步限制，必须保证航空器有足够的越障能力。 实用升限 是指飞机在实际飞行中能够达到的最大平飞高度。 爬升率 又称爬升速度或上升串，是各型飞机，尤其是战斗机的重要性能指标之一。它是指定常爬升时，飞行器在单位时间内增加的高度，其计量单位为米／秒。飞机在某一高度上，以最大油门状态，按不同爬升角爬升，所能获得的爬升率的最大值称为该高度上的“最大爬升率”。以最大爬升串飞行时对应的飞行速度称为“快升速度”，以此速度爬升，所需爬升时间最短。飞机的爬升性能与飞行高度有关，高度越低，飞机的最大爬升率越大，高度增加后，发动机推力一般将减小，飞机的最
超音速飞机的分代及主要特征
超音速飞机的分代及主要特征 飞机自从发明的那一天开始，就注定要将自己与军事连结在一起。为了获得空中优势，人最初的空战战术是盘旋，飞机的水平机动能力决定着空战的成败。随着德国著名飞行员殷麦曼首创的垂直机动开始，飞机的垂直机动能力越来越受到重视，一直到第二次世界大战，空战的们一直在琢磨如何在空战中占据主动，不断地探索新的空战战术、技术。新的空战战术不断对飞机的性能提出新的要求，而飞机性能的提高又不断促使人们充分利用这些性能发展相应的空战战术。两者的相互促进推动了战斗机研制的发展。 飞机的分代已经有了普遍的共识，现代战斗机得分代在世界上有两种标准，欧美标准和俄罗斯标准。俄罗斯战机的分代，多一代主要是对进入喷气机时代的启示时代划分不同，原苏联比美国早，将简易飞机化成了第一代。我国现在采用的是欧美标准。 第一代战斗机是指20世纪50年代初开始交付使用的各类喷气式战机，机载设备和武装系统比较简单，最大平飞速度小（不等作超音速飞行），升限，加速度性和爬升率也不高。它们的技术特点是以涡轮喷气发动机为动力，速度达到高亚音速或跨音速，武器以航炮为主，有的配以火箭。代表机型有苏联的米格—15、米格—17、米格—19，中国的歼5、歼6，美国的F—86、F—100，英国的“闪电”和法国的“超神秘” 等飞机。 第二代战斗机再航空界，一般把五六十年代研制的超音速战斗机称为第二代战斗机，最大特点是突破了“音障”，飞的更高也非的更快。但它们的缺点也很明显：一是亚音速机动性不好，甚至还比不上第一代战斗机；二是起降滑跑距离长（多数都超过1000米）三是体积小，载油系统低，航程和外挂能力明显不足；四是机载设备比较简单，全天后能力有限。它们的特点是最大飞行速度2—2.5马赫，武器为航炮和第一代空空导弹。这一代战斗机普遍强调高空高速性能，这种技术要求也在20世纪60年代到70年代末期风靡一时。世界公认的第一架超音速战斗机是美国的F-100“超佩刀”。苏联的第一种超音速战斗机是米格-19。这一代战斗机还有：中国的J7、J8，美国的F-4、F-104、F—5、F-111，苏联的苏-15、米格-21、米格-23、米格-25、米格-27,法国的“幻影”III等为代表的各类喷气式战机。 第三代战斗机设计理念从追求高空高速到具有良好的中低空机动性。其武器以空空导弹为主，航炮为辅，有较好的火控雷达系统。这一代飞机特别强调机动性和敏捷性，最大速度和升限与第二代相当，但航程较大，具备空中加油能力。第三代战斗机这一代战斗机普遍采用了复合材料，铝锂合金，翼身融合体，大推重比的涡扇发动机，适合机动空战的机翼，具有下视能力的脉冲多普勒雷达，平视显示器，综合机载电子系统和火空系统，红外搜索/跟踪传感器，头盔瞄准具等。尽管这些战斗机在最大M数（即马赫，飞行速度与音速之比）和生限方面没有什么提高，但他们的水平起降和垂直机动性，加速性，最大过载，作战半径，远距离探测能力，全向攻击能力，电子对抗能力等均有了大幅度提高。由于突出了机动性和全天侯能力，更加适应瞬息万变的空战环境，攻防能力明显改善，生存率大大提高。在第三代战斗机的发展过程中，机载武器的性能取得了空前的进步。超视距发射使用的空对空导弹改善了抗地面杂波干扰的性能和灵敏度，具备了上射和下射力。它们一般都能兼顾对地攻击任务，可携带各种激光制导，电视制导，红外制导，被动无线电制导的导弹或炸弹。第三代战斗机的主要机型有：中国的J10、J11A、J11B枭龙，美国的F-14、F-15、F-16、F/A-18，苏联的苏-27系列、米格-29苏-30、苏-35，法国的幻影 2000和作研制的“狂风等为代表的喷气式战机。
马赫数( 流速比)
马赫数( 流速比) 流体的流动速度(v) 和声音在该流体内传播的速度(c) 之比，称为马赫数(M) ，M=v/c ．在气体动力学中，它是划分气体流动类型的一个标版又是判断气体压缩性的一个尺度。 在气( 汽) 体中，压力以声速相对于气体传播．当气( 汽) 体以流速v 流动时，在顺流情况下，压力向下随传播的速度是 c ＋v ；在逆流情况下，压力向上游传播的速度是 c －v 。因此， 当v ＞ c 时，下游压力的改变不会向上游传播。音速喷嘴就是利用这一原理达到恒定的临界流量的。当马赫数M ＞l 时，称为超音速流动；M ＜ 1 时，称为亚音速流动．在超音速和亚音速流动情况下，气( 汽) 体表现的特性有本质的区别。流体的压缩性是指流体在流场中相对密度的变化。实验证明，随着气( 汽) 体流速增加，气( 汽) 流中的压力梯度也增加，则流体的密度就不能视为常数。因此，马赫数就可用作衡量气体压缩性的标准。流体在流场中相对密度的变化( ρ ／ρ 0) 和马赫数是什么关系？工程上常遇到的等熵过程( 例如气体在喷嘴或叶片中的流动) 的表达式为： 式中K ——等熵指数； M ——马赫数； ρ ——气体在流动状态下的密度； ρ 0 ——气体在滞止状态( 流速等于零) 下的密度。 上式可知，气体在流场中密度的变化是马赫数的函数，并和气体的性质有关．对于同一气体，马赫数越大，密度变化也就越大。例如，工业上常用的过热蒸汽的ρ ／ρ 0 和M 的关系如下表所示。 由上表可知J 随着马赫数的增加，也即随着流速的增加，气体的密度将减小。 在工业测量中，若马赫数不大，则可利用上式计算得ρ／ρ 0 ，若在允许的误差范围内ρ 的变化可忽略，则可根据具体情况把可压缩流体视为不可压缩流体处理。 音( 声) 速和介质的性质以及所处的状态有关，在工程上，声速可用下式表示：
钛合金在多领域的应用与发展完整版
钛合金在多领域的应用 与发展 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
上海大学 本科生课程论文 论文题目：钛合金在多领域的应用与发展 课程名称： 课程号： 学生姓名： 学生学号： 所在学院：材料科学与工程学院 日期 摘要：钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。本文综述了钛合金在航空航天飞行器、热氢处理、发动机、高温钛合金、生物医用材料等方面的应用与发展。 关键词：钛合金；航空；氢；发动机；生物医用材料 钛合金在航空方面的应用与发展 钛合金具有比强度高、耐腐蚀性好、耐高温等优点。从20世纪50年代开始, 钛合金在航空航天领域中得到了迅速的发展。钛合金是当代飞机和发动机的主要结构材料之一,可以减轻飞机的重量,提高结构效率。在飞机用材中钛的比例,客机波 音777为7%,运输机C-17为%,战斗机F-4为8%,F-15为%,F-22为39%。 高性能航空发动机的发展需求牵引着高温钛合金的发展,钛合金的使用温度逐 步提高,从20世纪50年代以Ti-6Al-4V合金为代表的350℃ ,经过IMI679和 IMI829提高到了以IMI834合金为代表的600℃。目前,代表国际先进的高温钛合金有美国的Ti-6242S,Ti-1100,英国的IMI834,俄罗斯的BT36以及中国的Ti-60。表 2为600℃主要高温钛合金的成分及性能特点。 Ti-6242S钛合金是美国于20世纪60年代为了满足改善钛合金高温性能的需要,特别是为了满足喷气发动机使用要求而研制的一种近α型钛合金。合金的最高使用温度为540℃,室温的σb=930 MPa。特点是具有强度、蠕变强度、韧性和热稳定性 的良好结合,并具有良好的焊接性能,主要应用于燃气涡轮发动机零件,发动机结构 板材零件,飞机机体热端零件。 BT36合金是俄罗斯于1992年研制成功的一种使用温度在600～650℃的钛合金。合金中加入了5%W和约%Y。加入W对提高合金的热强性有明显作用。加入微量Y可以明显地细化合金的晶粒,改善了合金的塑性和热稳定性。 Ti60 合金由中国科学院金属研究所在Ti55合金基础上改型设计、宝鸡有色金属加工厂参与研制的一种600℃高温钛合金。Ti60合金的特点之一是合金中加入
第六讲 等熵流动
3、理想气体流动基本方程 1）运动方程 0=+VdV dp ρ 2）等熵方程 k C p ρ= 3）状态方程 RT p ρ= 4）连续方程 m VA &= ρ 将等熵过程关系式带入运动方程，积分得到 C V p k k =+-2 12 ρ 此式为可压缩气体流动的伯努利方程。 注：绝热过程即可，不一定要求等熵流动。 5、一元气体等熵流动基本关系式 1）滞止参数 000,,T p ρ 2）一元气体等熵流动基本关系式 1 12012020]2 11[]2 1 1[2 1 1---+=-+=-+=k k k M k M k p p M k T T ρρ 3）临界参数 马赫数达到1时的流动参数称为临界参数，有 *** T p ρ 等。此时， 速度为音速。基本关系式如下：
634.0)1 2(528 .0)1 2(833.0)12()12(1 1 0*1 0*0*2 1 0*=+==+==+=+=--k k k k k p p k T T k a a ρρ 判断亚音速或超音速流的准则，临界一词的来源。 4）极限状态（最大速度状态） T=0的断面上，速度达到最大，m ax u T = 0，无分子运动，是达不到的。 2 12 max 00u p k k = -ρ ==> 0000max 21 2 12i kRT k p k k u =-=-= ρ 5) 不可压伯努利方程的限度 对于不可压伯努利方程 02 2 1p u p =+ρ 既有 12 120=-u p p ρ 对于可压缩伯努利方程 ... 48 )2(821... )21(!2)11(1)21(11)2 11(6 422 221 20+-+++=+----+--+=-+=-M k k M k M k M k k k k k M k k k M k p p k k 由于 2 22222 212121M kp kp a u kp kp u u ===ρρ
F22战斗机
F-22“猛禽”（英语：F-22 Raptor）战斗机是由美国洛克希德2马丁和波音联合研制的单座双发高隐身性第五代战斗机，也是世界上第一种进入服役的第五代战斗机。F-22于2000年代中期陆续进入美国空军服役，以取代上一代的主力机种F-15鹰式战斗机。洛克希德2马丁为主承包商，负责设计大部分机身、武器系统和F-22的最终组装。计划合作伙伴波音则提供机翼、后机身、航空电子综合系统和培训系统。 F-22被公认为现代十大战斗机第一名。洛克希德2马丁公司宣称，猛禽的隐身性能、灵敏性、精确度和态势感知能力结合，组合其空对空和空对地作战能力，使得它成为当今世界综合性能最佳的战斗机。但飞机的制造成本过高、俄罗斯和中国的第五代战斗机的计划延迟导致的缺乏清晰空对空作战任务、猛禽的出口禁令和其它使用计划（包括F-35和无人机）都使得F-22的生产计划提前终止。2009年4月，美国国防部建议停止新订单，经国会批准最终采购187架战斗机。“2010财年国防授权法”致使缺乏生产更多F-22的资金。2011
年12月13日最后一架F-22的上线仪式在多宾斯空军预备役基地举行。 F-22战斗机发展自上个世纪七十年代末的美国先进战术战斗机计划，旨在为美国空军开发下一代空优战斗机，以对付新出现的全球威胁，取代F-15鹰式战斗机，并要在性能上全面制衡前苏联的苏-27战斗机。
F-22采用双垂尾双发单座布局。垂尾向外倾斜27度，恰好处于一般隐身设计的边缘。其两侧进气口装在翼前缘延伸面（边条翼）下方，与喷嘴一样，都作了抑制红外辐射的隐形设计，主翼和水平安定面采用相同的后掠角和后缘前掠角，都是小展弦比的梯形平面形，水泡型座舱盖凸出于前机身上部，全部武器都隐蔽地挂在4个内部弹舱之中。 F-22水平面上为高梯形机翼搭配一体化尾翼的综合气动力外型，包括彼此隔开很宽和并朝外倾斜的带方向舵型垂直尾翼，且水平安定面直接靠近机翼布置。按照技术标准（小反射外形、吸收无线电波材料、用无线电电子对抗器材和小辐射的机载无线电电子设备装备战斗机，其设计最小雷达反射面为0.005-0.01平方米左右）。在机体上还广泛使用热加工塑胶（12%）和人造纤维（10%）的聚合复合材料（KM）。在量产机上使用复合材料（KM）的比例（按重量）更将达35%。两侧翼下菱形截面发动机进气道为不可调节的进气发动机压气机冷壁进气道呈S形通道。发动机二维向量喷嘴，有固定的侧壁和调节喷管横截面积；及可俯仰±20°角的可动上下调节板以偏转推力方向。
一种鸭式变掠翼超音速飞行器的设计
2019年4月起是十分有必要的。在理论课的学习过程中,教师可以应用先 进的科学技术,让学生更加直地了解课堂内容。建筑设计类课 程不免会讲到很多立体图形,这时可以利用多媒体技术或者VR 技术让学生们直观地感受到立体图形的内部结构,避免出现知识盲区。“互联网+”背景可以帮助课堂更加现代化,能够 满足学生所需,帮助老师更好的教学。在学习的同时,学生可 以在课堂上实践,在课堂上利用电子设备绘出自己设计的模 型,加深课堂印象。同时,将理论知识与实践相结合,可以很好 地改善课堂氛围,通过实践的应用,既能促进学生对于建筑设 计课程有一个更加理性的认识,又能勉励自己成为专业人才。 4结语“互联网+”背景为建筑设计类课程创新带来了新的机遇, 能够帮助建筑类高校有序地进行课程创新,使课程的系统性 更强,让学生更多地了解相专业知识。教学模式的创新改革可 以有效地吸引学生学习兴趣,为学生提供了更多的实践机会, 学生们能够有立足于实际的意识,在现实生活中遇见问题时 能够找到更加合适的解决方案。随着互联网+教育的模式不断 地深入探索,建筑设计类课程将寻求到更加合适的教学模式,培养出更多的专业人才。基金项目：吉林省教育科学“十三五”规划2018年度课题“互联网+”视域下建筑设计课程教学模式创新研究(ZD18119)。参考文献[1]邓宁.“互联网+”背景下高校产品设计类课程模式创新与探索[J].大连民族大学学报,2017(2).[2]白雪.“互联网+”视域下的版式设计模块课程教学创新与思考[J].美术教育研究,2017(15):166-167.[3]汪峰,刘鸿琳,刘章军.“互联网+”翻转课堂创新桥梁工程课程教学模式研究[J].教育教学论坛,2017(19).收稿日期：2019-3-12作者简介：张诗雅(1990-),女,吉林长春人,助教,主要研究方向为建筑设计及其理论。腾天骥(1989-),男,吉林长春人,助理工程师,主要研究方向为房屋建筑工程。一种鸭式变掠翼超音速飞行器的设计李天恒（江苏省盐城中学，江苏省盐城市224000） 【摘要】如何兼顾飞行器的高低速性能一直是飞行器设计师们需要解决的重要矛盾。本研究设计了一款机翼掠角可调的鸭式布局超音速军 用多功能飞行器。在超音速飞行时，该飞行器的主翼可进行后掠操纵， 鸭翼可进行前掠操纵。并在此基础上进行了建模计算。通过CFD 计算，认为在起降时候采用小掠角构型更为适合，而在超音速飞行阶段采用大掠角构型更合适， 该飞行器可以实现低速性能与高速性能的兼顾。【关键词】鸭式；变掠翼；双滑轨； 智能控制系统【中图分类号】V221.3【文献标识码】A 【文章编号】1006-4222（2019） 04-0304-02 图1低速状态与超音速状态飞行器构型1研究背景大型的亚音速飞行器飞行的航程长、载重量大,但是有飞 行时速较慢的缺点,难以满足战场上高度突防的要求。而传统 的超音速飞行器拥有飞行时速快的优势,但其较小的展弦比 和大后掠角设计却不利于提高亚音速模式下的巡航飞行效 率,同时在起飞和降落时也要求机场的跑道长度更长以留有 足够的距离进行加速和减速。相比之下,采用变掠翼思路设计 的飞行器就可以很好地将亚音速飞行器和超音速飞行器的优 势结合起来,使飞行器可以在亚音速模式和超音速模式之间 自如切换,适用于更宽的飞行速度跨度[1-3]。 变掠翼是一种通过变体飞行器来实现多种工况下的优秀 气动布局的设计理念。拥有平直翼、掠翼和三角翼工况,分别 最适合亚音速、跨音速和超音速飞行状态。这就使得变前掠翼 飞行器可以根据实际情况选择最优的飞行模式。这具体是指 变掠翼飞机在定速巡航、起飞和降落时,机翼处于平直翼状 态,可以取得最大的升阻比,获得最大的升力;而飞机在提速 和高机动状态下,转变为掠翼的状态,则能拥有较好的气动特 性和操纵性能;在处于高超音速飞行时,机翼掠角进一步增大 变为三角翼,飞机整体的阻力系数减小,有利于加速至高超音 速飞过敌军上空,完成侦查工作[4-5]。 在此基础上,本研究设计了一款机翼掠角可调的鸭式布 局超音速军用多功能飞行器。在超音速飞行时,该飞行器的主 翼可进行后掠操纵,鸭翼可进行前掠操纵。从而实现低速性能与高速性能的兼顾。2超音速飞行器整体及变掠翼结构设计2.1飞行器外部总体构型本研究设计的机翼掠角可调的鸭式布局超音速飞行器构型如图1所示。全长30m ,主翼翼展16.2m ,鸭翼翼展7.8m ,机身截面最大直径1.5m 。在整体构型方面,该飞行器主要以鸭式机翼,圆桶状机身和较长的鼻锥组成。较长的鼻锥有利于飞行器在高超音速状态下,减小所受的激波阻力,获得更大的升阻比,提升飞行速度。鸭式机翼可以根据不同的飞行速度进行掠角的改变,以期达到最优状态。其中(a )为飞行器的平直翼工作状态,(b )为飞行器的掠翼状态。翼身连动机构的设计方面,采取双滑轨的设计。主要是由论述304