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作者：

步健

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摘要：

弹射座椅作为航空救生的关键设备,其防护技术直接影响着飞行员在飞机遇险后的生命安全和救生效果.弹射座椅系统防护技术的可靠性和有效性,决定了航空救生水平.通过加装各类防护装置,可以提升弹射座椅系统救生的安全性,因此,弹射座椅系统的防护技术与装置的研制具有较高的军事价值和工程应用价值.目前世界各国都高度重视弹射座椅系统的分析和优化,相关研究机构多以弹射座椅系统为研究对象,进行高速气流冲击的状态监控和人体损伤机理研究,进而探讨有效的防护方法,而我国弹射座椅系统研究手段和防护措施均落后于世界先进水平,该项研究工作尚存在很多探索的领域.本文以我国某型弹射座椅为研究对象,通过分析其外部高速流场的力学特性,拟定防护的原则,对其加装导流板防护装置并数值仿真分析其防护效果,确定了数值仿真的各项条件,外部流场和力学变化规律,提出了基于导流板防护技术优选方案,建立了弹射座椅系统几何模型,用曲面模型的方法进行了高精度的网格划分,通过CFD技术,给出并验证了有效的导流板装置安装方法,实验结果表明该设计方案能达到有效防护人体的目的.本文主要研究工作如下:(1)研究国内外弹射座椅系统及防护技术.引入航空救生,弹射救生,个体防护,总结世界航空救生装备的发展历程,重点研究国内外弹射座椅系统防护技术与措施,明确了研究目标及任务.(2)数值仿真研究弹射座椅系统外流场特性.深入探讨弹射座椅系统外流场数值仿真的控制方程及其时空离散方法,湍流模型选取,边界条件确定等.并选定尺度自适应仿真的方法来研究多种状态下弹射座椅系统的流场特点,探索弹射座椅系统高空气流对人体损伤机理.(3)弹射座椅系统的力学分析.从理论上定性分析人体表面压力,定量分析人体头颈,四肢,胸腹的压力系数,探索在有无侧滑姿态下的弹射座椅系统的气动特性.(4)设计某型弹射座椅系统防护装置.研究拟定人体防护的原则,在借鉴国外先进弹射座椅的防护技术的基础上,通过设计和加装导流板,探索我国某型弹射座椅防护性能改进的途径和方法.(5)导流板防护的仿真验证及优化.利用数值仿真实验的方法对设计方案的正确性和有效性进行了验证;并从导流板安装的角度探索安装的优选方案,对优选方案的有效性进行实验分析验证.

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关键词：

弹射座椅 导流板 力学分析 数值仿真

学位级别：

硕士

学位年度：

2017

DOI：

CNKI:CDMD:2.1017.152026