航空燃油齿轮泵滑动轴承非线性瞬态性能数值分析

作者： 朱嘉兴   李华聪   符江锋   刘显为   来源： 推进技术 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 燃油齿轮泵   滑动轴承   瞬态润滑特性   稳定性   轴心轨迹  

描述： 为研究航空燃油齿轮泵滑动轴承在复杂交变载荷扰动下的瞬态润滑行为,建立了燃油齿轮泵滑动轴承的瞬态计算模型,该模型考虑了滑动轴承油膜空化边界的质量守恒和其所处非线性动态承载环境的影响。在此基础上使用批处理技术实现了燃油齿轮泵和滑动轴承的联合仿真计算,在滑动轴承的瞬态润滑计算过程中计入了燃油泵瞬态内流场和其动态载荷的耦合作用。以此进行轴心轨迹稳定性分析以及轴承瞬态润滑性能分析研究。研究结果表明:滑动轴承计算模型的计算结果与实验数据较为吻合,误差保持在1.2%以内;燃油齿轮泵的动态载荷对轴心轨迹的影响体现在轨迹未稳定段偏移的增大以及静平衡位置的消失;通过不同关键参数的对比研究发现:合理的增大宽径比或减小间隙比可以获得更为理想的轴心轨迹静平衡位置。间隙比由0.2%增至0.6%时,未稳定阶段轴心位置的变化趋势由双峰变为单峰,速度稳定段曲线的波动幅值先增大后趋于不变;当宽径比由0.6增至1.2时,全周期内速度响应曲线的偏移降低;在轴承瞬态润滑特性中,轴承载荷变化对于泄漏流量具有较强的敏感性,而对最小油膜厚度的敏感性较差。

航空燃油齿轮泵滑动轴承非线性瞬态性能数值分析

作者： 朱嘉兴   李华聪   符江锋   刘显为   来源： 推进技术 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 燃油齿轮泵   滑动轴承   瞬态润滑特性   稳定性   轴心轨迹  

描述： 航空燃油齿轮泵滑动轴承非线性瞬态性能数值分析

航空燃油离心泵参数化设计方法研究综述

作者： 符江锋   赵志杰   李华聪   魏鹏飞   王淑红   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 参数设计   航空发动机   优化方法   离心泵   综述  

描述： 燃油离心泵是航空发动机控制系统的关键动力元件，结合当前航空燃油离心泵技术发展和设计需要，本文总结对比了离心泵典型参数化设计及优化设计方法。分析了离心泵四种参数化设计方法的技术特点及其局限，考虑到离心泵参数设计方法中存在的随机性和盲目性问题，进一步补充分析了离心泵的结构优化方法，包括基于启发式算法的全局优化方法、基于梯度的优化设计方法和基于代理模型的优化设计方法三类，并指出了三类优化设计方法亟待解决的科学和技术问题。在此基础上，通过分析国外航空发动机燃油离心泵的发展状况，指出了我国航空发动机燃油离心泵所面临的技术挑战、问题和技术发展方向，并立足于现有国内设计基础，给出了夯实我国航空燃油离心泵设计能力需开展的基础性研究工作。

基于运动法的航空发动机高速燃油齿轮泵卸荷槽设计与验证

作者： 符江锋   赵志杰   刘显为   魏士杰   崔建   魏鹏飞   来源： 推进技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   燃油泵   困油模型   卸荷槽设计   齿轮泵  

描述： 高压、高速、高温化使得齿轮泵固有困油问题愈发严重，传统卸荷槽结构已难以满足高性能燃油泵设计要求。为此本文提出一种基于运动法的新型卸荷槽结构设计方法，通过构建困油模型并从整泵全局角度分析齿轮参数对困油各项性能的影响规律，以确定齿轮参数并为卸荷槽设计提供约束条件；其次基于齿轮运动规律和卸荷槽设计原则进行了某型燃油齿轮泵卸荷槽的设计，并进行了多个工况下新型卸荷槽和传统卸荷槽困油特性仿真对比；最后试制了样机并通过试验验证了卸荷槽设计的有效性。研究结果表明：所设计的卸荷槽较传统矩形卸荷槽相比，同工况下最大困油压力降低63.4MPa，流量脉动率减小33.5%，空化区域更小，工作性能更优，能够显著缓解困油带来的不利影响。采用该结构卸荷槽的齿轮泵具有高的容积效率和长时抗汽蚀能力。

基于混合区域极点配置的航空发动机全包线鲁棒变参数控制器设计

作者： 贾秋生   史新兴   李华聪   韩小宝   李岩   来源： 推进技术 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 线性变参数模型   航空发动机   鲁棒控制   参数依赖Lyapunov函数   极点配置  

描述： 针对航空发动机全包线多变量鲁棒变增益控制器设计问题,提出了一种基于混合区域极点配置的鲁棒变参数控制方法。利用Jacobian方法建立多调度参数下的发动机仿射线性变参数(Linear parameter varying,LPV)模型,用于描述发动机全包线内的非线性动态特性;针对上述LPV模型,采用仿射参数依赖Lyapunov函数设计具有H∞鲁棒性能的状态反馈控制器,给出了控制系统全局稳定性的证明;并利用混合区域极点配置方法,将闭环系统极点配置到左半平面指定位置,以保证控制系统的动态特性及稳定裕度;进而引入凸多胞技术,将参数依赖线性矩阵不等式(Linear matrix inequality,LMI)方程转化为有限维LMI进行控制器求解,并得到了全局解。针对涡扇发动机的仿真结果表明:存在复杂量测噪声干扰条件下,鲁棒变参数控制器可以实现发动机全包线内控制指令的精确跟踪,系统阶跃响应的调节时间不超过1.5s,系统无超调,对控制期望的稳态跟踪误差在0.02%以内,符合发动机控制系统技术要求。

基于混合区域极点配置的航空发动机全包线鲁棒变参数控制器设计

作者： 贾秋生   史新兴   李华聪   韩小宝   李岩   来源： 推进技术 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 线性变参数模型   航空发动机   鲁棒控制   参数依赖Lyapunov函数   极点配置  

描述： 基于混合区域极点配置的航空发动机全包线鲁棒变参数控制器设计

航空发动机叶片振动特性试验研究

作者： 肖红亮   李华聪   李伟明   李嘉   王淑红   来源： 推进技术 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   不确定性   指令跟踪   最优控制器   增广MRAC  

描述： 针对多变量系统存在不确定性导致的控制性能下降问题,提出了一种基于最优控制律的增广模型参考自适应控制器补偿设计方法。通过采用最优LQR控制律实现系统性能的优化设计从而建立基本控制器,以反馈控制结构为框架,对该最优LQR基本控制器实现增广设计,以改善系统的动态跟踪和抗干扰特性,以双转子航空发动机为对象实现控制器的仿真验证。结果表明:通过增广自适应控制实现了原LQR基本控制器对系统不确定性的跟踪补偿,有效地实现了控制指令跟踪,达到了期望响应性能,控制误差小于0.25%,超调量小于0.5%,且调节时间小于1.5s,符合发动机控制系统技术要求;同时,改善了原基本控制系统在不确定性时的不稳定控制效果,保证了系统一致渐近稳定。