涡桨飞机发动机短舱气动改进设计研究

作者： 李星辉   许瑞飞   张彦军   钱瑞战   雷武涛   来源： 航空科学技术 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 涡桨飞机   优化   数值计算   气动   翼吊短舱  

描述： 本文通过数值计算方法,从上下安装位置和局部外形两个方面着手改进短舱,给出两个改进方案,兼顾高速气动特性和低速气动特性两个方面,全面改善飞机气动特性,降低了短舱对机翼气动特性的不利影响,并且总结出短舱的安装位置和外形分别对机翼高低速气动特性的影响规律,为涡桨飞机翼吊短舱的气动设计提供有利经验。

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。

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。

涡桨飞机发动机进气道排除异物特性数值研究

作者： 王利敏   张彦军   米百刚   杨梅花   来源： 航空工程进展 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 进气道   冰雹   旁通道   涡桨发动机   外来异物   数值模拟   冰块  

描述： 冰雹、冰块等外来异物被吸入进气道进而进入发动机,易导致发动机性能下降或者停车,威胁飞行安全,因此分析涡桨飞机进气道旁通道的排异特性具有重要意义。根据适航规范,针对两种常见外来异物——冰雹和冰块进行本体特性分析,确定其几何、质量以及初始姿态特性;通过计算流体力学(CFD)联合六自由度(6DOF)方法,对某国产新型涡桨支线飞机主发动机进气道中的外来异物运动排除特性进行数值模拟,进一步耦合LS-DYNA软件对排除中遇到的碰撞问题进行仿真分析。结果表明:一旦异物与壁面发生碰撞,碎裂成若干很小的碎块,能量损失,对发动机威胁较小,无论是进入主发动机或者旁通道,均可认为排除;但下壁面结冰区的冰块容易直接进入主发动机,有可能造成严重影响,需要重点关注。

适应飞机需求的进气预冷技术路线分析

作者： 张彦军     刘太秋     扈鹏飞     于学明   来源： 航空发动机 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 射流预冷   进气预冷   组合动力   航空发动机   技术路线   强预冷  

描述： 为了综合评价高超飞机用高Ma的涡轮发动机及其组合动力的预冷技术方案，从工程应用角度以飞机动力需求为牵引，开展了射流预冷、超临界氦强预冷和燃油强预冷技术方案的对比分析。针对3种预冷技术方案的原理、技术优势、存在的问题，以及适应飞机需求的标志性技术指标开展分析和评估，从跨速域时性能、技术难度及风险、付出的成本代价和周期，以及发展前景等方面开展了综合分析。结果表明：从满足产品需求的角度出发，与超临界氦强预冷和燃油强预冷技术方案相比，射流预冷技术装置结构简单、可靠性高、总压损失小、可与进气道高度集成、供水量适度，以及涡轮发动机本身提供的功率足以驱动射流预冷系统无需额外能源，是目前涡轮发动机扩包线的较优方案。

基于神经网络的飞机关键结构载荷预测方法研究

作者： 薛海峰     张彦军     宁宇   来源： 航空工程进展 年份： 2025 文献类型 ： 期刊 关键词： 视情维修   神经网络   飞行参数   载荷预测   多元线性回归  

描述： 基于神经网络的飞机关键结构载荷预测方法研究

飞机结构应变监控技术研究进展

作者： 张彦军   王斌团   宁宇   薛海峰   彭航   来源： 航空科学技术 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 光纤   结构健康   监控   应变   疲劳  

描述： 本文介绍了飞机结构强度关键表征参数——应变监控技术的研究进展,探讨了当前基于飞行参数结合传统应变的结构部位受力状态监测技术的有效性,以及光纤光栅技术在结构应变监测中的应用。研究表明,采用飞行参数结合应变监控技术,可为飞机载荷监测与修正、结构响应监控、结构延寿和维修管理,提供重要的数据输入和技术手段。

飞机结构应变监控技术研究进展

作者： 张彦军   王斌团   宁宇   薛海峰   彭航   来源： 航空科学技术 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 光纤   结构健康   监控   应变   疲劳  

描述： 本文介绍了飞机结构强度关键表征参数——应变监控技术的研究进展,探讨了当前基于飞行参数结合传统应变的结构部位受力状态监测技术的有效性,以及光纤光栅技术在结构应变监测中的应用。研究表明,采用飞行参数结合应变监控技术,可为飞机载荷监测与修正、结构响应监控、结构延寿和维修管理,提供重要的数据输入和技术手段。

基于健康监测的飞机结构寿命预测技术

作者： 张彦军     王斌团     宁宇     雷晓欣     薛海峰   来源： 航空工程进展 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 寿命预测   单机跟踪(监测)   载荷谱   结构健康监测   疲劳  

描述： 飞机结构健康监测技术在飞机的结构设计、飞行及维护过程中发挥着重要作用，该技术可用于结构健康状况预判、辅助维修与维护决策。本文首先介绍了当前结构健康监测的概念及其适用范围，讨论了结构健康监测相关规范要求，以F-35和A400M为例分析了国外飞机结构健康监测技术的典型工程案例，并给出了典型飞机单机跟踪和寿命控制、某老龄飞机载荷谱实测及寿命预测，总结了基于裂纹的监测方法研究及限制其应用的主要因素。在此基础上，提出了飞机结构健康监测系统设计的主要思路，给出了寿命预计的基本流程，阐述了其中控制点选择、飞行参数筛选、载荷/应变方程构建、损伤计算及寿命评估、结果输出及方程验证等主要环节。最后，对航空领域未来开展结构健康监测智能化研究进行了展望。