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航空发动机工程任务五

时间:2023-07-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:这架飞机须能执行下列规定的飞行任务,除起飞和着陆外,所有上述性能的计算全按无风和标准大气条件进行。飞机重量是完成全部作战任务后的着陆重量。

航空发动机工程任务五

5.2.1.1 背景设想

进入21 世纪,F-15 和F-16 战斗机已经老旧,所使用的技术也已过时。虽然飞机电子设备和武器装备方面的进步将继续改善它们的性能,但为了在一个作战环境中保持空中优势,2020年前仍需要发展一种新型飞机。隐身(可探测信号抑制)、随控布局(CCV)、复合材料、光传操纵、涡流襟翼和超声速巡航(在不加力条件下超声速巡航飞行)等技术的近期发展,使得以更有优势和更强生存力的飞机来替代已有机队提供了可能性。到2010年F-22 猛禽将进入战斗机序列,其先进技术的应用将为战斗机性能树立新的标准。然而,作为F-22 的补充,对轻型、廉价的战斗机的需求变得更为迫切,它是战斗机“高/低”搭配的低端。空战战斗机为满足需求将采用先进技术,RFP(需求招标书)的目的就是为空战战斗机探寻设计概念。

5.2.1.2 任务

该飞机的飞行任务剖面如图5-2 所示,任务阶段说明见表5-1。

图5-2 某新型战斗机飞行剖面

表5-1 各飞行任务阶段说明

① 1 ft=304.8 mm。

续表

该型AAF 携带两枚响尾蛇空中拦截导弹(AIM-9L)、两枚先进的中距空对空导弹(AMRAAM)和一门25 mm 机炮。这架飞机须能执行下列规定的飞行任务,除起飞和着陆外,所有上述性能的计算全按无风和标准大气条件进行。

5.2.1.3 要求/约束(限制)

(1)性能要求

该飞机的性能要求见表5-2,其有关说明如下:

1)按地面滑跑加抬前轮的距离计算。

2)按3 s 自由滑跑后制动至完全停止的总距离计算。飞机重量是完成全部作战任务后的着陆重量。

3)飞机处于机动飞行重量状态。机动飞行重量包括2 枚AIM-9L 导弹、250 发炮弹和50%内部载油量。

4)超声速巡航要求是用来产生有效的超声巡航能力而设计的。其目标是使用军用推力在高度30 000 ft 时达到马赫数1.5,能达到此目标的设计方案将被优先选择。设计方案至少应能以部分加力推力达到规定的速度/高度状态,以保证在超声速巡航时有最高的燃油效率

表5-2 性能(要求)

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(2)其他要求的或希望的能力(www.xing528.com)

1)单座(要求的)。座舱按一名驾驶员设计。座舱内所有操纵部分和仪表的安排有利于提高驾驶员工作效能,包括监视保证飞行安全所需要的所有功能。飞行员和设备的重量按200 lb[1]计。

2)可进行空中加油(要求的)。可与 KC-135、KC-10 和HC-130 加油机兼容。

3)先进的航空电子设备。按另外的招标书。

4)维修。设计的一个主要目标是易于检查、可达性好、所有重要系统的主要构件易于更换。

5)结构。结构承载能力在各个方向上都应该是驾驶员能安全承受的载荷的1.5 倍。结构能承受的动压头为2 133 lbf[2]/ft2(相当于海平面Ma=1.2)。主结构应按耐久性、损伤容限和可修复的要求设计,在可能的情况下应结合结构传载设计。主结构和次结构皆可采用具有足够强度的复合材料。在主结构和次结构上使用复合材料应得到较常规金属结构重量有明显减轻的结果。结构设计除考虑导弹挂架外,还应有两个位于机翼下方的挂架和一个位于机身中心线下方的挂架以携带其他外挂物。

6)燃油和油箱。燃油为标准JP-8 喷气发动机燃料(要求的)。所有燃油箱皆为自封闭的。如果携带外部燃油,则应置于容积为 370 gal[3](JP-8 航空煤油,比重为6.5 lbf/gal)的外挂燃油箱中。

7)信号特征。飞机雷达、红外、目视、声和电磁等信号应按实际上可能达到的最低水平设计。(希望的)

5.2.1.4

(1)武器装备/装备量(用品)

1)AIM-9L 响尾蛇导弹。

发射重量:191 lbf。

2)AMRAAM 导弹。

发射重量:326 lbf。

3)25 mm 机炮。

炮身重量:270 lbf。

发射速度:3 600 发/min。

装弹系统重量(500 发):405 lbf。

炮弹(药)(25 mm)重量(发射的炮弹):550 lbf。

(回收的)弹壳:198 lbf。

(2)阻力伞

展开的伞直径:15.6 ft。

开伞所需时间(在自由滑跑期间):2.5 s。

(3)喷气发动机

发动机尺寸取决于飞机安装单发还是双发。发动机在军用推力状态(中间状态)工作是不加力的,主燃烧室出口燃气温度达最大允许值。主燃烧室和加力燃烧室出口温度都达到最大值的工作状态称为最大状态。加力燃烧室应能在部分加力和全加力状态下工作。每台发动机应能引出1%的核心空气。发动机应能在任何飞行条件下提供提取轴功率300 kW。

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