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- 民用航空发动机高通流高效率风扇/增压级设计技术研究
- 作者： 朱芳 来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 风扇/增压级 高通流高效率 气动设计技术 掠叶片 周向不均匀性 攻角特性
- 描述： 现代民用航空发动机风扇/压气机气动设计所追求的目标，就是在安全可靠长期运行的前提下，通过流动匹配，协调高通流、高负荷、高效率和足够稳定工作裕度等关键参数之间的矛盾，全面拓展风扇/压气机的性能潜力。20世纪80年代末，美国空军“综合高性能涡轮发动机技术（IHPTET）计划”支持的“掠空气动力学”在跨音风扇/压气机实现高性能目标的进程中起到了十分关键的作用。由于掠叶片三维粘性流场的复杂性，其作用机理并没有被全面的认识清楚，导致主要依赖于三维数值模拟结果的掠叶片几何过度三维化，引发了应力、振动、颤振和可靠性方面的不足，阻碍了掠叶片的高效应用。因此，本文通过简化叶栅模型，在准三维层面探索掠叶片影响流动的物理机制，并将复合掠等三维叶片气动设计技术应用于高通流、高效率风扇/增压级的设计。本文首先将叶轮机三维无粘动量方程进行周向平均降维处理，在分析中发现，降维过程中衍生出来的无粘叶片力项和周向不均匀相关项都作为产生扰动的“源”项，引发了远前方均匀来流在叶片通道进口附近的周向不均匀性。无粘叶片力只存在于叶片通道内部，而周向不均匀“源”项则向上游延伸，在叶片通道进口以气动力的形式影响流动平衡关系。由掠叶片产生的几何变化会直接改变无粘叶片力，进而影响进口流场的周向不均匀性。本文对一系列简单几何的叶栅模型进行了三维数值模拟和流场周向平均后处理，分析结果表明：进口周向不均匀源项在无粘叶片力的诱导下产生，引发来流攻角在叶片通道进口的改变；掠叶片对流动施加了径向无粘叶片力，由此诱导产生的周向不均匀径向分量在进口构建了新的径向平衡，引发进口气流的径向迁移，并改变进口周向不均匀源项的展向分布，最终诱导产生了扩压叶栅中前掠叶片实际攻角减小、后掠叶片实际攻角增大的特性；而过大的前掠对实际攻角的减小没有特别明显的作用，因此在设计时采用小前掠既能满足裕度的要求，又不会导致结构失稳；叶型弯角及稠度等基元气动设计参数影响着进口流场的周向不均匀性，在高气动负荷、低稠度叶栅中的掠叶片特性更为显著。其次，本文对比分析了采用不同掠的跨音风扇转子、叶根端弯转子、端弯静叶以及周向弯曲静叶对风扇/增压级性能及流场特性的影响。三维数值模拟结果显示：除了对激波三维结构的控制，“掠”引发了跨音风扇转子攻角的改变，即前掠使叶尖攻角减小，后掠使攻角增大；前掠最显著的特征是在全流量范围内攻角变化远小于后掠叶片，但与亚音叶栅相似，相同流量下叶尖前掠程度的增大并不能大幅度减小攻角，因此采用小幅度的叶尖前掠就能够起到扩展失速裕度的作用；叶片中上部的后掠能够扩展流量，有助于风扇/增压级实现高通流的特性；转子根部及增压级静叶端弯有效抑制了以粘性流为主导的近端壁局部角区流动分离；周向正弯静叶与掠叶片相似，通过改变径向平衡引发流体向叶中迁移，消除了近端区的流动分离。最终，完成了某民用航空发动机高通流、高效率风扇/增压级的气动设计方案，并对其缩尺试验件进行了气动数值仿真及分析。在设计中，风扇转子采用合理的展向变功分布及复合弯掠三维几何，针对不同展高的流动特征，利用叶根亚音区保证流量裕度，在叶中区实现流量扩展和高效增压，并在叶尖区确保足够的失速裕度；增压级则利用端弯及弯曲叶片技术，改善角区分离；并根据多级压气机各排叶片攻角特性合理选择设计攻角，提高增压级的效率和裕度。三维数值模拟结果显示，最终设计的风扇/增压级的内外涵特性在不同换算转速下均基本满足设计指标，全尺风扇转子在巡航安装状态具有94.5%绝热效率的良好特性。
- 飞机机电设备维修专业课堂教学设计与实践研究——以《燃气涡轮发动机基础》课为例
- 作者： 魏娜 朱芳 来源： 科技创新导报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空信息管理(AIM) 航空情报服务(AIS) 转变
- 描述： 《燃气涡轮发动机基础》是民用航空维修领域的一门理论性和实践性都很强的专业课程。为了让学生能够深入理解掌握燃气涡轮发动机基本理论知识,更好地培养学生的工程思维和实践能力,本文结合教学实践,合理的运用信息化教学方法,丰富教学内容,有效的将该门课程的理论教学与实践教学相结合,激发学生自主学习能力,提升教学质量。
- 航空零件制造质量控制方法研究
- 作者： 朱芳 黄雄飞 叶宝玉 来源： 制造技术与机床 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 工程模型 航空零件 质量控制 选配度
- 描述： 针对航空零件制造的质量控制问题,提出了一种基于制造过程工程模型的集成质量控制方法,给出了其功能体系结构和实现步骤。该方法以航空零件制造过程的工程物理模型为基础,综合运用了状态空间建模、统计估计和自动控制等理论和技术。详细研究了该方法中物理模型的建立、误差源的识别、过程的调整、全过程能力的计算、选配度的计算等制造质量控制技术的实现方法,并给出了其软件实现模式,为实现航空零件的低成本、高精度制造质量控制提供了一个新的方法。
- 基于“三元制”的高职飞机电子设备维修专业课程开发研究
- 作者： 刘超 叶宝玉 朱芳 来源： 内江科技 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 专业课程 高职院校校企合作 民航业 执照考试 维修专业 云课堂 民用航空器 高素质技能人才 学历证书 三元制 “双元制” 人才培养模式 广州民航职业技术学院
- 描述： 目前国内高职的人才培养模式,已逐渐从"双元制"向"多元制"发展。本文以广州民航职业技术学院为例,阐述该校在基于民航业的行业标准的基础上,借鉴企业的资源,引入第三方培训中介机构—民用航空器维修培训单位147学校,创建了"三元制"的培养模式,并详细分析了在"三元制"模式下飞机电子设备维修专业的课程开发中,构建课程体系、组建课程团队、制定课程目标、筛选和整合课程内容、实施课程教学过程以及课程考核方式等方面的经验。这些内容对高职相关专业的课程开发具有很大的借鉴意义。
- 飞机结构腐蚀损伤概率模型研究
- 作者： 叶宝玉 朱芳 徐红波 来源： 航空维修与工程 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 腐蚀 Logistic分布 耿贝尔第一型极值分布 威布尔分布
- 描述： 现役飞机一旦发现腐蚀问题,就必须对其进行腐蚀的预防与控制,因此很难在同一架飞机的同一部位上得到腐蚀坑的深度发展数据。针对这个问题,本文对飞机结构腐蚀数据的分布规律进行分析,并确定该运营环境下腐蚀损伤的最佳分布形式。采用耿贝尔第一型极值分布、Logistic分布、威布尔分布三种方法进行对比分析,仿真结果表明,在该服役环境下的飞机结构腐蚀损伤深度服从威布尔分布。