陶瓷基复合材料在航空发动机热端部件应用及热分析研究进展

作者： 杜昆   陈麒好   孟宪龙   王力泉   裴祥鹏   焦英辰   李华容   刘存良   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 涡轮   陶瓷基复合材料   航空发动机   热端部件   燃烧室  

描述： 陶瓷基复合材料(CMC)具有密度低、耐高温的优异特性而被视为新一代航空发动机的战略热结构材料,其制备工艺、性能设计及其在燃烧室和涡轮等热端部件的应用已成为现阶段航空发动机研究领域的热点。然而,由于编织特征导致的各向异性特性,给CMC在热端部件的应用和加工带来巨大挑战。本文总结了有关陶瓷基复合材料在航空发动机热端部件上的应用研究现状和存在的挑战,提出未来CMC热端部件精细化热分析发展建议。

剪切载荷下航空发动机螺栓松动行为及其临界值的数值模拟研究

作者： 王开平   闫明   孙自强   苏东海   刘海超   惠安民   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 临界值   螺栓连接结构   影响因素   松动行为   剪切载荷   数值模拟  

描述： 对比,分阶段首次研究了不同影响因素下塑性松动期、旋转松动期内以及整个松动期内的螺栓松动行为及其重要临界值。结果表明:剪切载荷下螺栓初始预紧应力和其材料屈服应力之比在1.32～1.44时,松动最不容易发生;存在

基于拓扑优化的航空发动机滑油箱支架设计

作者： 王雁   周才华   周演   徐胜利   王博   李玉韦   刘中华   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 灵敏度分析   滑油箱支架   相对位移   拓扑优化   局部刚度  

描述： 的拓扑优化方法,能够在提升支架整体刚度的同时兼顾局部刚度,使支架的刚度分布更加合理,进而显著降低与之相连的箍带的应力水平。利用该优化方法优化后的支架结构质量与初始结构相同,最大形变量降低了17.7%,与之相连

航空发动机高低压转子间碰摩故障特征提取

作者： 边杰   梅庆   陈亚农   徐友良   彭春雷   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 振动信号分离   航空发动机   高低压转子   参数自适应变分模态分解   故障特征提取  

描述： 高低压转子的1倍频和2倍频成分;当发动机振动异常时,低压转子弹性支承应变信号的APVMD模态分量除了包含低压转子的1倍频及倍频成分,还包含高压转子的1倍频和分频成分,以及高低压转子间的调制频率

航空发动机两种加速控制计划的融合控制方法研究

作者： 张鑫海   刘金鑫   李明   耿佳   宋志平   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 控制计划   航空发动机   燃油流量   融合控制   加速过程   喘振  

描述： 转速导数（N-dot）和换算燃油流量加速控制计划是航空发动机加速过程安全、快速的重要保障，但各自分别易受到功率提取、性能衰退和传感器、燃油计量装置误差的影响，导致失速喘振或加速性的下降。为了提高所控制加速过程的鲁棒性，一种基于这两种控制计划的融合控制方法被提出，该方法根据两者所获燃油流量的偏差大小对N-dot限控目标值进行修正，进而获得实际的加速燃油流量。以双转子加力涡扇发动机为对象的仿真验证表明，该控制方法可以适应全包线加速控制的需要；相比其余两种控制计划在受功率提取、误差影响下保持正常工作的范围更广；相同工作条件下，该方法比N-dot控制计划更不易发生喘振，比换算燃油流量控制计划的加速时间更短。

考虑性能退化的航空发动机故障诊断量化评估

作者： 孙瑞谦   缑林峰   韩小宝   刘志丹   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   巴氏距离   性能退化   量化评价   最优状态观测器   故障可诊断性   距离相似度  

描述： 航空发动机全生命周期内的故障诊断一直是研究的热点，为保障航空发动机在性能退化条件下故障诊断算法的可靠性，对考虑性能退化的航空发动机进行故障可诊断性量化评估有着重要的意义。从状态量的可测量性以及最优观测器设计两个方面对退化状态下航空发动机的滑动窗口模型进行解耦处理。从故障可检测及可隔离两个方面对故障的可诊断性进行量化评估，以巴氏距离为量化标准，将量化评估问题转换为多元分布概率距离求解问题。同时，从故障空间的角度对故障可隔离性进行定义，剥离了参考故障模式的影响，将可隔离性转化为故障空间中故障模式的固有属性，并给出航空发动机故障可检测及可隔离的判据。仿真结果证明，本文所提出的方法可以在发动机性能退化条件下对控制系统传感器、执行机构故障以及发动机气路部件故障进行可诊断性量化评估。

航空发动机气冷涡轮叶片冷却结构研究进展

作者： 孔祥灿   张子卿   朱俊强   徐进良   张燕峰   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 气冷涡轮叶片   冷却效率   气膜孔   涡旋冷却   强化换热   扩展板  

描述： 高效的冷却结构是避免气冷涡轮叶片受热损坏的关键，直接影响叶片冷却效率和航空发动机稳定性。但是高效冷却结构导致主流与冷气流的相干效应更加复杂，并且高效冷却结构的发展一直受到加工工艺的制约。本文从控制冷气流动的角度，将涡轮叶片分为前缘、中弦和尾缘区域，重点综述了近十年气冷涡轮叶片冷却结构的研究进展以及涡轮旋转状态下的气动传热特性，包括涡旋冲击冷却、气膜孔形状、尾缘内部强化换热结构与分隔肋形状等。在此基础上，对比了各个结构的冷却效果，并且指出各类冷却结构的缺陷。最后提出气冷涡轮叶片未来的发展方向和难点。

超临界RP-3航空煤油喷嘴内部流动与相变特性研究

作者： 肖靖源   林宇震   刘桂桂   薛鑫   惠鑫   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 3   压力分布   超临界喷射   喷嘴通道   RP   相变  

描述： 为了探究超临界RP-3在喷嘴内的流动与相变特性规律，采用自主设计的喷嘴内部收缩通道模拟试验件，对超临界RP-3在喷嘴内的压力分布进行测量，并采用基于一维等熵假设的计算方法进行数值模拟。试验首次获得了超临界航空煤油RP-3在喷嘴收缩通道内的沿程静压分布随喷射压力、温度变化的规律。通过与模型对比，发现未发生相变时，计算结果与试验值拟合精度较高，可以较好地预测RP-3在喷嘴内的流动参数，喷嘴内的静压分布也趋于一致；发生冷凝相变时，计算结果与试验值产生误差较大，喷射参数对于静压分布存在着较大的影响。通过试验，获得了超临界RP-3航空煤油在喷嘴内的流动与相变特性。

基于平滑切换策略的航空发动机转速调节控制设计

作者： 赵静怡   石岩   吴玉虎   孙希明   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   转速调节   控制系统   模糊控制   智能算法   控制策略  

描述： 针对航空发动机控制系统，为了提高模型的精度以及解决切换控制带来的控制信号突变问题，建立了一种基于平衡流形展开模型（EME）和线性化模型的切换模型，并提出一种基于模糊控制和智能算法的平滑切换控制策略。首先，考虑到平衡流形展开模型的辨识误差使稳态精度有所下降，而线性化模型具有很好的稳态精度，结合平衡流形展开模型和线性化模型各自的优点建立了切换模型以提高模型精度。然后，针对各子模型分别设计了镇定控制器。进一步，为了避免控制信号的突变对系统造成危害，提出一种基于模糊控制和智能算法的平滑切换控制策略。最后，通过仿真进行验证。结果表明，所得到的切换模型状态误差相比单一EME模型减少6%，比单一线性化模型减少22%；所提出的平滑切换控制策略能够在保证控制信号平滑过渡的同时提高系统的输出性能。

不同海拔下压燃式航空活塞发动机的燃烧与排放特性

作者： 沈颖刚   聂珂   徐劲松   陈贵升   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 活塞发动机   航空发动机   试验台架   海拔高度   排放特性   燃烧特性  

描述： 研究压燃式航空活塞发动机在不同海拔高度下的燃烧与排放特性，将有利于进一步优化通航飞行器的动力推进系统。通过发动机大气压力模拟试验台架，在3个不同海拔高度（10,1000,1920m）进行