航空发动机低压转子系统的“可容模态”设计及实验验证

作者： 黄江博   廖明夫   雷新亮   李明   周旋   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 低压转子系统   可容模态   可容度评价函数   动力学设计   实验验证  

描述： 计算的临界转速与实际测量的临界转速最大误差为3.86%，阻尼器在1阶与2阶临界转速处的减振比最大可达45.6%，实验转子系统在1阶与2阶临界转速处各完成了长达412.5 s和429.8 s的“共振”实验

航空发动机用聚四氟乙烯软管内压载荷下振动特性的研究

作者： 李明   吴亚东   杜朝辉   来源： 噪声与振动控制 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 柔性软管   固有频率   试验研究   振动与波   压力载荷   振动特性   应变测量  

描述： 为了分析用于航空发动机管路系统中的柔性软管的振动特性，搭建了激励振动试验台，采用锤击法测量七种规格聚四氟乙烯软管在空载条件和充液加压条件下的自由震荡衰减曲线，得到固有频率和阻尼比，以及测量了软管在不同压力载荷下的轴向应变和周向应变，得出软管应变分布随着压力载荷变化的规律。结果表明：充液加压工况下软管固有频率远小于空管的固有频率，在最大工作压力范围内，随着压力增加，固有频率仅小幅度增加，因此在对发动机管路系统进行调频时，应主要考虑管路介质因素而可以忽略压力的影响。随压力载荷增加，软管应变呈现非线性变化，沿管长方向分布比较均匀且以轴向拉应变为主，拉应力引起的弯曲刚度增强，导致固有频率下降。

航空发动机高压转子“可容模态”设计及实验验证

作者： 赵璐   廖明夫   薛永广   刘巧英   李岩   葛新瑞   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   “可容模态”设计   高压转子   转子动力学   实验验证  

描述： 为降低航空发动机高压转子的振动,提高高压转子对复杂工况的可容度,本文建立带双阻尼器的高压转子动力学模型,开展模态分析和响应分析,研究高压转子关键结构参数对"可容模态"的影响规律。构造了可容度评价函数η,建立了"可容模态"设计方法。设计了高压转子模拟实验器,通过模态校核实验验证了计算模型和计算方法的准确性,通过"可容模态"实验验证了设计方法的可行性。研究发现,利用当量临界转速■估计转子系统前两阶临界转速的方法可行,高压转子实验器的临界转速满足■;高压转子实验器在两阶"可容模态"下连续"共振"时长达到7125s,实验器转子关键部位的振动位移峰值不超过79.42μm,振动速度有效值不超过2.33mm/s,最大波动不超过10.59%。结果表明,所建立的发动机高压转子"可容模态"设计方法是行之有效的。

航空发动机高压转子“可容模态”设计及实验验证

作者： 赵璐   廖明夫   薛永广   刘巧英   李岩   葛新瑞   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   “可容模态”设计   高压转子   转子动力学   实验验证  

描述： 为降低航空发动机高压转子的振动,提高高压转子对复杂工况的可容度,本文建立带双阻尼器的高压转子动力学模型,开展模态分析和响应分析,研究高压转子关键结构参数对"可容模态"的影响规律。构造了可容度评价函数η,建立了"可容模态"设计方法。设计了高压转子模拟实验器,通过模态校核实验验证了计算模型和计算方法的准确性,通过"可容模态"实验验证了设计方法的可行性。研究发现,利用当量临界转速■估计转子系统前两阶临界转速的方法可行,高压转子实验器的临界转速满足■;高压转子实验器在两阶"可容模态"下连续"共振"时长达到7125s,实验器转子关键部位的振动位移峰值不超过79.42μm,振动速度有效值不超过2.33mm/s,最大波动不超过10.59%。结果表明,所建立的发动机高压转子"可容模态"设计方法是行之有效的。

航空发动机两种加速控制计划的融合控制方法研究

作者： 张鑫海   刘金鑫   李明   耿佳   宋志平   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 控制计划   航空发动机   燃油流量   融合控制   加速过程   喘振  

描述： 转速导数（N-dot）和换算燃油流量加速控制计划是航空发动机加速过程安全、快速的重要保障，但各自分别易受到功率提取、性能衰退和传感器、燃油计量装置误差的影响，导致失速喘振或加速性的下降。为了提高所控制加速过程的鲁棒性，一种基于这两种控制计划的融合控制方法被提出，该方法根据两者所获燃油流量的偏差大小对N-dot限控目标值进行修正，进而获得实际的加速燃油流量。以双转子加力涡扇发动机为对象的仿真验证表明，该控制方法可以适应全包线加速控制的需要；相比其余两种控制计划在受功率提取、误差影响下保持正常工作的范围更广；相同工作条件下，该方法比N-dot控制计划更不易发生喘振，比换算燃油流量控制计划的加速时间更短。

航空发动机控制系统容错验证平台设计及试验方法研究

作者： 李明   宋志平   刘一龙   陈雪峰   耿佳   来源： 实验技术与管理 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 试验方法   硬件在回路   航空发动机控制系统   容错验证平台   故障注入  

描述： 为满足航空发动机控制系统容错方法的验证需求，设计了航空发动机控制系统容错验证平台。基于该平台，采用自动遍历和随机注入故障的方法，全面模拟发动机传感器各类型故障，通过各种飞行应用场景的设定，实现全包线范围内发动机工作状态的准确模拟，并通过监测控制品质和检测超温、超转、喘振、推力降级等指标实现对容错控制方法的测试和验证。结果表明在各种飞行场景下大量的故障注入，能够发掘容错控制算法的不足，并最终实现容错有效性的验证。

航空发动机两种加速控制计划的融合控制方法研究

作者： 张鑫海   刘金鑫   李明   耿佳   宋志平   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 控制计划   航空发动机   燃油流量   融合控制   加速过程   喘振  

描述： 转速导数（N-dot）和换算燃油流量加速控制计划是航空发动机加速过程安全、快速的重要保障，但各自分别易受到功率提取、性能衰退和传感器、燃油计量装置误差的影响，导致失速喘振或加速性的下降。为了提高所控制加速过程的鲁棒性，一种基于这两种控制计划的融合控制方法被提出，该方法根据两者所获燃油流量的偏差大小对N-dot限控目标值进行修正，进而获得实际的加速燃油流量。以双转子加力涡扇发动机为对象的仿真验证表明，该控制方法可以适应全包线加速控制的需要；相比其余两种控制计划在受功率提取、误差影响下保持正常工作的范围更广；相同工作条件下，该方法比N-dot控制计划更不易发生喘振，比换算燃油流量控制计划的加速时间更短。

两种实验室方法模拟舰载平台环境下航空电路板的腐蚀行为

作者： 贾润川   李明   朱蒙   陈宇   李刚   骆晨   来源： 海军航空大学学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 腐蚀   盐雾/SO2复合试验   随舰暴露试验   存储器   电路板  

描述： 为评价干湿交替酸性盐雾和盐雾/SO2复合2种实验室环境对航空电路板在舰载平台下的腐蚀行为研究的适用性，通过对2种航空电路板产品开展随舰暴露试验和2种实验室环境加速试验，分析了舰载平台环境下电路板典型结构的腐蚀机制以及与2种实验室试验结果的相似性。结果表明，由于舰载平台环境中存在盐雾和SO2等燃油尾气，导致了电路板有机涂层防护薄弱部位的失效，引发了镀通孔和表面导线的腐蚀，也导致了塑封存储器的失效。对比2种实验室加速试验方法，盐雾/SO2复合试验在环境效应、环境因素方面对舰载腐蚀环境效应的复现效果更好。

航空发动机机载模型迭代计算优化方法研究

作者： 罗兴华   耿佳   李明   刘备   王磊   宋志平   来源： 系统仿真学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机部件级模型   拟牛顿法   平衡方程   实时性   自适应变步长因子  

描述： 航空发动机是一个复杂、时变的多变量热力物理系统，其部件级模型的收敛精度与收敛速度对基于模型的发动机健康管理和容错控制等领域研究具有重要意义。现有的发动机部件级模型一般基于传统拟牛顿法进行各平衡方程的联立求解，较于传统牛顿-拉夫逊法(N-R法)收敛速度得到优化，但难以满足全包线范围内动态模型机载化应用的精度兼实时性要求。提出了一种自适应变步长因子拟牛顿法，可在保证模型计算精度的同时，最大程度地减少模型迭代次数，从而大幅提升模型计算速度，为模型的机载化应用创造条件。基于现役发动机计算平台MPC5554微控制器的仿真实验结果表明：相比于传统算法，所提算法具有更好的收敛性与实时性。

面向航空航天领域的工业CFD软件研发设计

作者： 张健   周乃春   李明   刘杰   陈江涛   向栋   金韬   来源： 软件学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： CFD   航空航天   工业软件   软件工程   验证与确认  

描述： 工业CFD (computational fluid dynamics)软件属于计算机辅助工程(computer-aidedengineering, CAE)软件的一种,在航空航天等领域有着广泛的应用.其开发过程强烈依赖于流体力学、数学、计算机以及其他领域学科知识模型,涉及大量理论推导、模型构建、算法优化、验证与确认等专业性、基础性科学研究,导致软件系统构成复杂,研发难度巨大.通过引入软件工程的方法和实践,能够对软件开发进行更有效的组织与管理,达到缩短开发周期、提升软件质量的目的.分析了工业CFD软件的特点和发展趋势,提出了适合于工业CFD软件的增量与迭代结合的开发模型.自主研发了面向CFD仿真软件的自动化持续集成平台.从软件交互、封装与效率、功能扩展性及高性能集群环境部署等方面给出了工业CFD软件的设计建议.针对性建立了适用于科学计算软件的验证与确认方法.最后给出了一款国产自主CFD软件示范性案例,以期为相关研究者和实践者提供参考.