航空发动机双层结构金属机匣的弹道试验

作者： 张帆   曹振忠   苗艳   丛佩红   柏松汉   章定国   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： DYNA有限元数值仿真   双层结构钛合金叠层靶板   间隙   ANSYS/LS   无量纲靶厚   弹道试验   侵彻   弹道极限  

描述： 为研究航空发动机双层结构金属机匣在受叶片冲击时的包容性问题，利用滑膛炮试验系统对双层钛合金带不同间隙叠层靶板进行打靶弹道试验。通过28次有效的弹道试验发现：对比内层（迎弹面）、外层靶板厚度相同带间隙组合的试验结果，间隙越大靶板抗侵彻能力越差；对比不带间隙组合试验结果，内层较薄组合的抗侵彻能力强于内、外层厚度相同组合。采用商业有限元软件ANSYS/LS-DYNA对打靶试验进行了数值仿真，有限元仿真与试验结果吻合较好，并发现内层较薄组合的抗侵彻能力强于内层较厚组合，且两者均强于内、外层厚度相同组合；各个组合在没有间隙的情况下，弹道极限随叶片攻角增加而增加，但是速度曲线突增的攻角有所不同。无量纲靶厚决定了叶片冲击双层靶板的破坏模式。

航空发动机双层结构金属机匣的弹道试验

作者： 张帆   曹振忠   苗艳   丛佩红   柏松汉   章定国   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： DYNA有限元数值仿真   双层结构钛合金叠层靶板   间隙   ANSYS/LS   无量纲靶厚   弹道试验   侵彻   弹道极限  

描述： 为研究航空发动机双层结构金属机匣在受叶片冲击时的包容性问题，利用滑膛炮试验系统对双层钛合金带不同间隙叠层靶板进行打靶弹道试验。通过28次有效的弹道试验发现：对比内层（迎弹面）、外层靶板厚度相同带间隙组合的试验结果，间隙越大靶板抗侵彻能力越差；对比不带间隙组合试验结果，内层较薄组合的抗侵彻能力强于内、外层厚度相同组合。采用商业有限元软件ANSYS/LS-DYNA对打靶试验进行了数值仿真，有限元仿真与试验结果吻合较好，并发现内层较薄组合的抗侵彻能力强于内层较厚组合，且两者均强于内、外层厚度相同组合；各个组合在没有间隙的情况下，弹道极限随叶片攻角增加而增加，但是速度曲线突增的攻角有所不同。无量纲靶厚决定了叶片冲击双层靶板的破坏模式。

某型航空发动机振动值波动故障诊断和排除

作者： 丁小飞     廖明夫     韩方军     王俨剀   来源： 振动.测试与诊断 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   振动波动   双转子   拍振  

描述： 针对某型航空发动机试车过程中的稳态振动波动问题，开展了时域和频域分析，指出振动波动是由于低压2倍频和高压基频振动拍振所引起。推导了航空发动机拍振引起的振动响应，建立了某型航空发动机双转子动力学模型，并进行了仿真分析。仿真结果表明，当发动机两个激振力频率相近时，会产生拍振引起振动波动，仿真结果与试验结果相吻合。结合发动机结构和其工作特点，分析了发动机形成低压倍频-高压基频耦合拍振的条件，给出了拍振排除方法，并通过试验验证了方法的正确性。工程上可以通过调整高压和低压转子转差关系，将转速比调整到合理范围内即可消除拍振。

航空发动机中介轴承的动力学减载设计

作者： 王俨剀   廖明夫   张家豪   来源： 航空动力学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 同步冲击   叶片通过频率   中介轴承   特征频率   减载设计  

描述： 发动机在此区域长期工作.继而提出了带中介轴承的转子系统优化迭代的动力学设计方法,通过调整叶片数目或高、低压转子转速比,直至保证危险区域的范围不超过发动机工作范围(从慢车状态至最大状态)的10%.该方法可使中介轴承免受"同步冲击",有效地降低轴承滚道上的动载荷,提高中介轴承的疲劳寿命.

航空发动机拍振问题研究与验证

作者： 丁小飞     廖明夫     彭丹阳     韩方军   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 振动   振动波动   激振频率   多源激振   拍振  

描述： 结合拍振理论仿真分析、实测振动信号分析和工程实际拍振总结，讨论了航空发动机存在的3种多源拍振模式；建立了拍振故障识别流程和排除方法。工程试验验证表明：对于航空发动机常见的3种多源耦合拍振模式，当激振频率相差大于3%时，即可消除多源拍振及其引起的振动值波动问题。所建立的流程和方法在某型发动机振动波动问题排故中进行了应用验证，准确识别出低压转子2倍频-高压转子基频耦合拍振。通过控制规律微调低压转子转速，使低压转子2倍频和高压转子基频相差3%，消除了拍振引起的振动波动，验证了研究结论的正确性。

航空发动机中介轴承的动力学减载设计

作者： 王俨剀   廖明夫   张家豪   来源： 航空动力学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 同步冲击   叶片通过频率   中介轴承   特征频率   减载设计  

描述： 发动机在此区域长期工作.继而提出了带中介轴承的转子系统优化迭代的动力学设计方法,通过调整叶片数目或高、低压转子转速比,直至保证危险区域的范围不超过发动机工作范围(从慢车状态至最大状态)的10%.该方法可使中介轴承免受"同步冲击",有效地降低轴承滚道上的动载荷,提高中介轴承的疲劳寿命.

航空发动机拍振问题研究与验证

作者： 丁小飞     廖明夫     彭丹阳     韩方军   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 振动   振动波动   激振频率   多源激振   拍振  

描述： 结合拍振理论仿真分析、实测振动信号分析和工程实际拍振总结，讨论了航空发动机存在的3种多源拍振模式；建立了拍振故障识别流程和排除方法。工程试验验证表明：对于航空发动机常见的3种多源耦合拍振模式，当激振频率相差大于3%时，即可消除多源拍振及其引起的振动值波动问题。所建立的流程和方法在某型发动机振动波动问题排故中进行了应用验证，准确识别出低压转子2倍频-高压转子基频耦合拍振。通过控制规律微调低压转子转速，使低压转子2倍频和高压转子基频相差3%，消除了拍振引起的振动波动，验证了研究结论的正确性。

基于航空发动机产品需求的压气机技术研究

作者： 程荣辉     张军     王东     张学宝     张少平     曾瑶   来源： 航空发动机 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 需求   航空发动机   压气机   性能   可靠性  

描述： 压气机是航空发动机的关键核心部件，随着先进作战飞机对航空发动机需求的不断提高，快速研制全面满足发动机产品需求的压气机是工程设计人员面临的重大挑战。为保证设计的压气机全面满足发动机产品需求，介绍了先进作战飞机发动机的典型技术特点以及对压气机全面的技术需求，梳理了压气机满足发动机需求需重点考虑的影响因素，开展了宽转速范围高效率设计技术、全飞行包线高稳定裕度设计技术、高性能保持能力设计技术、高可靠叶片设计技术、高稳健压气机转子设计技术、高可靠调节机构设计技术、高安全性以及高环境适应性设计技术研究。结果表明：基于需求的综合设计可以保证压气机的综合性能。该研究可为设计全面满足发动机产品需求的压气机提供参考和依据。

航空发动机燃烧不稳定性预测及控制研究进展

作者： 孙晓峰   张光宇   王晓宇   李磊   邓向阳   程荣辉   来源： 航空学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机燃烧室   穿孔板声衬   燃烧不稳定性   热声不稳定性   三维预测模型   被动控制  

描述： 燃烧不稳定性问题广泛出现在各类航空发动机燃烧室内，该问题是火焰非定常热释放和声波充分耦合的结果，发生时伴随着大幅度的压力脉动，严重威胁发动机的稳定工作及结构安全。目前，包括我国在内的各航空发动机研制国家在多数发动机型号的研制过程中，均遇到了严重的燃烧不稳定性问题，且发动机越先进，该问题越复杂且难以解决。在深入认识其发生机理的基础上，对其进行准确预测并设计有效的控制手段，对航空发动机的研制具有重要意义。系统阐述了该问题的研究现状，介绍了燃烧不稳定性问题发生关键，即军用的钝体燃烧加力燃烧室和民用的贫油预混环形燃烧室的非定常流动及火焰响应特征。进一步，综述了该问题研究常用的燃烧不稳定性声网络预测分析模型，重点报告了为了耦合考虑燃烧室声软壁面被动控制设计，团队所发展的三维燃烧不稳定性预测控制模型。基于该模型，介绍了壁面声衬参数及布局对燃烧不稳定模态控制效果影响的研究进展，为先进发动机燃烧不稳定性的排故提供技术储备。

航空发动机燃烧不稳定性预测及控制研究进展

作者： 孙晓峰   张光宇   王晓宇   李磊   邓向阳   程荣辉   来源： 航空学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机燃烧室   穿孔板声衬   燃烧不稳定性   热声不稳定性   三维预测模型   被动控制  

描述： 燃烧不稳定性问题广泛出现在各类航空发动机燃烧室内，该问题是火焰非定常热释放和声波充分耦合的结果，发生时伴随着大幅度的压力脉动，严重威胁发动机的稳定工作及结构安全。目前，包括我国在内的各航空发动机研制国家在多数发动机型号的研制过程中，均遇到了严重的燃烧不稳定性问题，且发动机越先进，该问题越复杂且难以解决。在深入认识其发生机理的基础上，对其进行准确预测并设计有效的控制手段，对航空发动机的研制具有重要意义。系统阐述了该问题的研究现状，介绍了燃烧不稳定性问题发生关键，即军用的钝体燃烧加力燃烧室和民用的贫油预混环形燃烧室的非定常流动及火焰响应特征。进一步，综述了该问题研究常用的燃烧不稳定性声网络预测分析模型，重点报告了为了耦合考虑燃烧室声软壁面被动控制设计，团队所发展的三维燃烧不稳定性预测控制模型。基于该模型，介绍了壁面声衬参数及布局对燃烧不稳定模态控制效果影响的研究进展，为先进发动机燃烧不稳定性的排故提供技术储备。