装甲车辆进排气格栅的气动特性试验研究与防护性能分析

形 式 的百 叶 窗进 行 了仿 真 与优 化 分 析 ， 明 了基 于 证
Ｃ Ｄ分 析 的百 叶 窗结构 优 化模 型 的可行 性 。 Ｆ 国 内对装 甲车辆进 排 气格 栅气 动 性能 和 防护性
１ ３ ０
０ 引 言
兵 工 学 报
第３卷 ３
和应 用 提 供 了 一 定 的 参 考 。 本 文 以 试 验 研 究 为
主 ， 用 低 速风 洞 计 与 试 验 原 理 ， 拟 装 甲车 辆 动 运 模
现代装 甲车辆 动力 舱集 成化 研究 使 动力 舱 的容
积 功 率大 幅提 高 ， 成倍 增 长 的发 热 量 使 冷 却 系 统 成
油管 等其 他重 要部 件 ， 使其 免遭 射 弹 、 弹 和弹 片 的 子 袭 击 。格栅 的研究 主要 立 足 于车 辆 对 散 热 、 防护 与 重 量 的综 合要 求 ， 以最小 的质 量 获 得 足 够 量 的冷 即 却 空 气 和防 弹能力 。国 内外对 其研 究 的资料 和相 关
第３ ３卷第 ２期
２０ １２年 ２月
兵
工
学
Fra Baidu bibliotek报
Ｖ０ ． ３ １ ３ Ｎｏ． ２ Ｆｅ ｂ． ２０１ ２
ＡＣＴＡ ＡＲＭ ＡＭＥＮＴＡＲＩ Ｉ
装 甲车辆进排气格栅的气动特性试 验 研究 与防护性能分析
李 云 龙 ‘ ，赵 长禄 一 ，张 付 军 ，李 欣 ，王 湘 卿
收 稿 日期 ： ０ ０— ３一ｌ ２１ ０ ６
作 者 简 介 ： 云 龙 （９ ９ ） 李 １７ 一 ，男 ， 士研 究 生 。Ｅ ｍ ｉ：ｃ ｌ３ ９ １ １３ ｃｒ； 博 －ａ ｌ ｍ ｘ２ ８ ＠ ６ ．ｏ ｎ
赵 长 禄 （９ ３ ） １６ 一 ，男 ， 授 ，博 士 生 导 师 ， ｍａ ： ｌ ａ＠ｂｔｅｕ ｃ 教 Ｅ． ｉ ｃｚ ｏ ｉ ｄ ． ａ ｌ ｈ ．
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防护 性 能 。
高效 循环 ， 降低 系 统功耗 ， 势必 要加 强冷 却系 统 的优 化 与 匹配研 究 ， 格栅 作 为冷 却 系统 的重要 部 件 ， 它 对
的研 究逐 渐 引起 我们 的重 视 。 装 甲车辆 格栅 的用途 就是 让冷 却空 气尽 可 能 的
１ 试 验 研 究
表 明： 军 车辆进 排 气格栅 的防护 性能 较好 ， 气 动性 能较 差 。 以最 小 的 节 流 阻力 ， 过足 够 量 的 美 但 通
冷 却 空气 ， 并获得 最 大 的防护 能力 为格栅 设 计 的宗 旨， 文提 出了开 度 系数作 为评 价格 栅 防护性 能 本 的无量 纲参 数 ， 分析 表 明 ， 在格 栅材 质和 叶片厚度 一定 的条 件 下 ， 开度 系数 值 越 小表 示格栅 的 防护
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特点 ， 计 了一个 舱 室来 模 拟 冷 却空 气 进 出格 栅 的 设
通道 。
有效 的 。文献 ２对 格栅 实 际测 量数 据 的有效 性 和影 响精 度 因素加 以分 析 ， 并建 立测 量 分析模 型 ， 通过 推 导计 算 ， 求得 更加 接 近实 际工 况 的流量 ， 并进 一 步验 证 所 建立 数学 模 型 的正确 。文 献 ３对装 甲车 辆格 栅
（ ． ｃ ｏｌｏ ｃ ａ ｉａ ｎ ｈｃ ｌｒＥ ｇｎ ｅｉｇ １ Ｓ ｈ ｏ ｆＭｅｈ ｎｃ ｌａ ｄ Ｖｅ ｉｕａ ｎ ｉｅ ｒ ，Ｂｅｊ ｇＩｓｉ ｔ ｆＴ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｉｎ ｎ ｔｕ ｅｏ ｅ ｈ ｏｏｙ，Ｂ ｉｎ ０ ０ １，Ｃ ｉａ ｉ ｔ ｅｊ ｇ１ ０ ８ ｉ ｈｎ ；
而没 有气 流 分 离 ， 证 流 动 品质 的 收 缩 段 ； ） 高 保 ３ 提
气流匀 直 度 、 降低 湍 流 度 的 整 流 段 ； ） 量 与 观 察 ４测 的试 验段 ； ） ． 。 ５ ４ ６ 的扩 散角 降低 气流 速 度 ， 少 能量 减 损失 的扩 压段 ； ） 据 装 甲车 辆 进 排 气格 栅 的 布置 ６根
为装 甲车 辆 的设计 难点 之 一 。为实 现冷 却 系统低 阻
力 舱 特 点 ， 立 了格 栅 气 动 特 性 试 验 台 。对 国 内 建 外 十几 种 典 型 的装 甲 车 辆 格 栅 进 行 了 详 细 的气 动 性 能 试 验 ， 出 了不 同 结 构 格 栅 的 气 动 性 能 试 验 得 关 联 式 ； 比分 析 了不 同结 构 格 栅 的 气 动 性 能 与 对
报 道 较少 。文献 １中 ， 国陆 军 坦 克机 动 车局 对 二 美 战 以来 美 军装 甲车辆普 遍 采用 的几 种进 排气 格栅 展 开 了气流 阻力 特性 试验 研 究 ， 验证 明 ： 试 试验 结果 对 估 计 实 际车辆 格 栅组 件 的节流 阻力 和 空气 流量 是很
１ 双扭 线 型 的进气 段 ； ） ． 。 收 缩 角使 气 流 加 速 ） ２ ４６ 的
１ １ 试 验 装 置 及 模 型 ．
大 量 通过 ， 以满 足 车辆 动力 传动 装 置冷却 的需 要 ， 同
时又 能够 最大 限度 的保 护 动力 舱 内的散 热器 、 扇 、 风
充分 借 鉴 国 内外低 速 风 洞 的 成熟 经 验 ， 吸取 并 了美 国 陆军坦 克机 动 车局 实验 室 的格栅 气流 试 验装 置 的优 点 ， 计 了 装 甲 车 辆 格 栅 气 动 性 能 试 验 装 设 置 。试 验 装置 的空 气通 道 由下 列 ６部分 组 成 ：
的设计 与 布置 原则 进行 了详细 阐述 。文 献 ４对两 种
驱 动系统 由可控交 流 伺服 电机 和其 驱 动 的轴流
３ ０风 扇组 成 ， 扇 可 以实 现 正 、 两个 方 向 的转 ９ 风 反 换， 因此该 试 验装 置 可 以 分别 完成 进 气 与排 气 两 种
试验 测试 。
能力越 强。
关键 词 ： 体 力学 ；格栅 ；试验 研 究 ；开度 系数 ；防护 性 能 流
中图分 类号 ： Ｊ１ Ｔ８１ 文献标 志 码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ ．０ ３ ２ １ ） ２０ ２ －５ ０ ０ １９ （ ０ ２ ０ －１ ９０
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（ ．北 京 理 工 大 学 机 械 与 车 辆 学 院 国 防 动力 系 统重 点 实验 室 ， 京 １０ ８ ； １ 北 ０ ０ １ ２ ．中 国 北 方 车 辆研 究 所 ， 京 １０ ７ ） 北 ０ ０ ２
摘要 ：以几 种典 型结 构 的装 甲车 辆进排 气格 栅 为研 究对 象 ， 行格 栅 气 动性 能试 验研 究， 出 进 得 其 气 动特性 试验 关联 式 ； 比分析 了我 国与美军 装 甲车辆 进排 气格 栅 的气 动性 能与 防护 性能 ， 果 对 结