航空发动机轮盘参数化结构优化

作者： 罗莉   黄大永   陈亚龙   王克菲   李杰   来源： 计算机辅助工程 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   等效应力   体积   约束   破裂转速   破裂裕度   辐板厚度   轮盘  

描述： 为降低航空发动机轮盘的质量,提高发动机推质比,对发动机转子轮盘进行参数化结构优化设计.研究辐板不同高度处厚度与轮盘径向破裂裕度的关系,以简化轮盘辐板优化方法.以周向破裂转速裕度为约束条件,体积最小为优化目标函数,利用Isight软件和有限元数值模拟方法研究轮盘盘心优化方法,并通过算例计算验证其正确性.结果表明:在满足约束条件的基础上,轮盘体积减小8.66%,最大等效应力减少10.4%.该方法可为航空发动机轮盘轻量化开发提供参考.

螺旋桨旋转方向对飞机俯仰力矩特性的影响

作者： 赵帅   段卓毅   李杰   钱瑞战   许瑞飞   来源： 航空学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 涡桨飞机   俯仰力矩特性   螺旋桨旋转方向   数值模拟   低平尾  

描述： 为了找到一种改善低平尾涡桨飞机中小迎角下纵向静稳定度的方法，采用数值模拟手段研究了螺旋桨旋转方向对飞机俯仰力矩特性的影响。基于动态面搭接网格技术和非定常雷诺平均Navier-Stokes(URANS)方程，首先对某T尾双发涡桨飞机进行了计算，验证了方法的精度和可靠性，然后对同向旋转(CO)、对转-内侧上洗(CNIU)和对转-外侧上洗(CNOU)三种低平尾涡桨飞机构型开展了数值模拟，分析了各构型的俯仰力矩变化特点及流场细节。研究结果表明：对于常见的CO构型，在小迎角下由于平尾整体效率降低,飞机的俯仰力矩曲线斜率较无动力构型大幅度下降；在小迎角下，CO构型左侧平尾的效率几乎丧失，但右侧平尾却具有良好的效率；CO构型左右两侧平尾的效率呈现巨大差异的主要原因在于两侧平尾当地的下洗梯度不同；三个构型中，CNOU构型的俯仰力矩特性最差，CNIU构型在整个中小迎角范围内都能保持良好的俯仰力矩特性。

飞机结构件柔性生产系统设备布局分析与优化

作者： 李杰   夏远猛   宋智勇   帅朝林   刘大炜   来源： 航空制造技术 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 柔性生产线   物流系统   设备布局   智能制造   飞机结构件  

描述： 飞机结构件加工具有科研与生产混线、小批量与大柔性等典型离散制造特征,实现全生产过程自动化难度大。提出了一套综合物流、存储、装夹的柔性生产系统方案,形成了飞机结构件柔性生产系统设备布局,对柔性生产系统中的关键物流设备(AGV和RGV)数量需求进行了分析,构建了分析RGV数量和配送时间对生产线中单台机床每天平均空置率影响的仿真算例,对结构件柔性生产线设备布局进行优化,为面向智能制造的飞机结构件柔性制造系统构建提供重要指导。

飞机结构件柔性生产系统设备布局分析与优化

作者： 李杰   夏远猛   宋智勇   帅朝林   刘大炜   来源： 航空制造技术 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 柔性生产线   物流系统   设备布局   智能制造   飞机结构件  

描述： 飞机结构件加工具有科研与生产混线、小批量与大柔性等典型离散制造特征,实现全生产过程自动化难度大。提出了一套综合物流、存储、装夹的柔性生产系统方案,形成了飞机结构件柔性生产系统设备布局,对柔性生产系统中的关键物流设备(AGV和RGV)数量需求进行了分析,构建了分析RGV数量和配送时间对生产线中单台机床每天平均空置率影响的仿真算例,对结构件柔性生产线设备布局进行优化,为面向智能制造的飞机结构件柔性制造系统构建提供重要指导。

基于UG的飞机前起落架的运动仿真与优化设计

作者： 周仕云   余欢乐   田祥   朱佳传   李杰   来源： 现代制造技术与装备 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 运动分析   起落架   运动仿真   收放机构  

描述： 本文针对飞机起落震测试时间长、耗材、耗时等现象,建立飞机起落架收放机构的力学模型和数学模型,并分析起落架的受力情况,利用UG对起落架进行三维建模,仿真分析起落架收放机构的尺寸参数和收放角度,同时进行简单的优化设计。

涡桨飞机发展现状及关键气动问题

作者： 李杰   杨钊   段卓毅   张恒   赵帅   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 设计原则   操纵安全性   涡桨飞机   气动问题   发展现状   失速特性  

描述： 独特的动力形式赋予了涡桨飞机优越的推进效率和良好的低速机动、起降性能,使得其在军用及民用领域占有重要的地位并得以不断发展,但同时也带来了一系列需要重点关注的设计问题。本文从目前国内外涡桨飞机的发展现状和设计特点出发,提出其面临的主要气动问题。重点针对国内亟待发展的舰载类涡桨飞机起降过程中的失速和操纵问题进行深入研究,剖析了翼面附近流动的分离状态和发展趋势对于失速特性及操纵安全性的影响规律,归纳总结出需要关注的关键约束和设计原则。在此基础上,通过对一组计算实例的分析,给出了机翼空间流场变化特征和宏观气动力之间的内在联系,并深入阐述了三维增升构型与干净构型及其各站位翼剖面的设计关联性。

涡桨飞机螺旋桨滑流气动干扰效应及流动机理

作者： 赵帅   段卓毅   李杰   钱瑞战   许瑞飞   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 涡桨飞机   非定常数值模拟   螺旋桨滑流   流动机理   动态面搭接网格  

描述： 螺旋桨滑流对飞机各气动部件的干扰是涡桨飞机气动设计中面临的难点之一。以某双发涡桨支线客机为对象,采用数值模拟手段分析了滑流对机翼、平尾、垂尾的影响及其流动机理。计算采用基于动态面搭接网格技术的非定常方法,气动力与表面压力分布的计算结果均与实验值吻合良好。研究结果表明:在滑流影响下,全机升力和阻力有所增加,升阻比和纵向静稳定度有所降低,并在无侧滑状态下产生了滚转力矩和偏航力矩;在不同展向位置,滑流对机翼表面流动分离的影响存在显著的差异。在螺旋桨下行运动一侧,滑流的旋转减小了当地迎角,同时桨后气流速度较高,翼面流动分离被有效抑制。在螺旋桨上行运动一侧,滑流的旋转增大了当地迎角,而且桨后气流速度较低,因而翼面流动分离并未得到明显改善;在中小迎角下,滑流对背景飞机平尾当地的动压没有产生影响,但增加了下洗角变化率,进而导致平尾效率降低;垂尾的侧力与偏航力矩是由滑流的侧洗引起的,而滑流的侧洗又与左右两侧机翼升力分布的不对称性有关。

基于自适应模拟退火算法的航空电磁阀优化研究

作者： 李杰   牛惠萌   赵世明   闫柯朴   李越   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 数学模型   航空发动机   电磁阀   参数优化   自适应模拟退火算法  

描述： 电磁阀是组成航空发动机数字电子控制系统的重要部件，其响应的快速性是制约航空发动机数字电子控制系统性能的重要因素。根据某型航空电磁阀的设计原理构建了一种电磁阀数学模型，并使用设计参数及实际的试验、试车数据对所建成的航空电磁阀数学模型进行了验证。验证结果显示，所设计的电磁阀数学模型具有较高的动静态的精度，在此基础上，设计了一种基于自适应模拟退火算法的航空电磁阀优化方法，并对电磁阀的线圈匝数、阀芯质量、工作气隙的宽度和模型管直径等4个重要参数进行了优化。研究结果证实，相比于原设计方案，参数优化后的电磁阀开启响应时间缩短了50%，关闭响应时间缩短了45.4%。

基于融合算法的航空发动机涡轮前温度最优控制

作者： 李杰   李润然   张志新   贾渊杰   孙姣姣   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 非线性规划算法   航空发动机   小生境遗传算法   混合算法   涡轮前温度  

描述： 涡轮前温度是航空发动机的关键控制参数之一，在保持发动机推力不变的前提下，降低涡轮前温度可以有效提高发动机使用寿命，涡轮前温度最优控制是降低涡轮前温度的有效技术途径。本文研究了航空发动机涡轮进口温度的在线优化问题，并根据该优化问题的特点，提出了一种基于小生境遗传算法（NGA）与非线性规划（NLPQL）相结合的混合优化算法。数值仿真研究结果表明，虽然NLPQL计算速度快，但对涡轮进口温度的降低效果较差，NGA具有全局收敛能力，优化效果较好，但计算耗时较长。NGA和NGA-NLPQL混合算法在飞机全飞行包线内可分别降低涡轮前温度27.35K和27.19K，但与NGA相比，NGA-NLPQL混合算法节省了74.6%的计算时间。因此，所提出的NGANLPQL混合算法是一种效果更好、实时性更优的航空发动机涡轮前温度在线优化方法。

基于自适应模拟退火算法的航空电磁阀优化研究

作者： 李杰   牛惠萌   赵世明   闫柯朴   李越   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 数学模型   航空发动机   电磁阀   参数优化   自适应模拟退火算法  

描述： 电磁阀是组成航空发动机数字电子控制系统的重要部件，其响应的快速性是制约航空发动机数字电子控制系统性能的重要因素。根据某型航空电磁阀的设计原理构建了一种电磁阀数学模型，并使用设计参数及实际的试验、试车数据对所建成的航空电磁阀数学模型进行了验证。验证结果显示，所设计的电磁阀数学模型具有较高的动静态的精度，在此基础上，设计了一种基于自适应模拟退火算法的航空电磁阀优化方法，并对电磁阀的线圈匝数、阀芯质量、工作气隙的宽度和模型管直径等4个重要参数进行了优化。研究结果证实，相比于原设计方案，参数优化后的电磁阀开启响应时间缩短了50%，关闭响应时间缩短了45.4%。