民用航空涡轮发动机短舱高速风洞试验

作者： 陈俊   章欣涛   冯丽娟   来源： 航空动力学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 进气道   风洞试验   航空涡轮发动机   短舱   静压分布  

描述： 为了获取三种不同型面的民用航空涡轮发动机短舱气动特性,开展了高速风洞试验与数值仿真研究,获取了短舱的压力分布及内流特性,并对比分析了风洞试验数据与仿真结果。结果表明:随着流量系数减小及攻角增加,短舱上唇口外流出现分离;随着流量系数增大,短舱内流下侧出现分离;采用的CFD方法在无分离情况下静压分布与试验结果吻合,但随着流量系数的减小,CFD结果先于试验出现了气流分离。

点燃式航空重油活塞发动机冷起动控制策略

作者： 耿钊   赵振峰   李鸿   崔华盛   王蕾   来源： 航空动力学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 点燃式   活塞发动机   航空重油   冷起动   控制策略  

描述： 针对点燃式航空重油活塞发动机低温起动困难问题,采取了空气辅助缸内直喷技术手段,开展了冷起动控制策略研究及试验验证研究,解决了-10℃发动机低温顺利起动问题。提取了影响冷起动的关键控制参数,并对其进行了规律研究,获得了环境温度对各参数的最优匹配结果及试验验证;定义了点燃式重油发动机的冷起动阶段,根据匹配和试验结果获得了关键参数与缸体温度的映射关系,设计了冷起动策略并进行了试验验证。结果表明:缸体温度在-10～20℃之间,最佳喷油提前角在上止点前50°～85°范围,最佳点火提前角为上止点前45°可以保证重油发动机平稳起动,起动时间小于3s。

航空活塞二冲程发动机的可变排气阀换气过程

作者： 郭栋   骞剑策   赵振峰   王蕾   俞春存   来源： 航空动力学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 活塞发动机   换气过程   二冲程   可变排气   压力波动  

描述： 航空活塞二冲程发动机的换气过程直接影响发动机的性能,采用可变排气阀可以改善发动机的动力性能。通过GT-Power软件搭建发动机一维整机模型,进行可变排气阀的仿真研究,分析了发动机在不同转速、不同排气阀状态下的换气过程及排气阀状态对换气过程的影响。在此基础上,还对定速巡航工况下(6 500 r/min转速、50%节气门开度)的排气阀状态进行了优化。结果表明:不同的排气阀状态可以改变发动机排气过程压力波动的相位,从而影响发动机的换气品质及燃烧过程;在定速巡航工况下,排气阀为中等开度时(初级阀关闭、次级阀开启),其发动机动力性能达到最优。

航空活塞二冲程发动机的可变排气阀换气过程

作者： 郭栋   骞剑策   赵振峰   王蕾   俞春存   来源： 航空动力学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 活塞发动机   换气过程   二冲程   可变排气   压力波动  

描述： 航空活塞二冲程发动机的换气过程直接影响发动机的性能,采用可变排气阀可以改善发动机的动力性能。通过GT-Power软件搭建发动机一维整机模型,进行可变排气阀的仿真研究,分析了发动机在不同转速、不同排气阀状态下的换气过程及排气阀状态对换气过程的影响。在此基础上,还对定速巡航工况下(6 500 r/min转速、50%节气门开度)的排气阀状态进行了优化。结果表明:不同的排气阀状态可以改变发动机排气过程压力波动的相位,从而影响发动机的换气品质及燃烧过程;在定速巡航工况下,排气阀为中等开度时(初级阀关闭、次级阀开启),其发动机动力性能达到最优。

高超声速飞机热管理系统控制模型构建与仿真

作者： 柯鹏   杨慧赟   王俊凯   杨春信   来源： 航空动力学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 计算流体力学   帽罩   气膜加热   冲击换热   测温实验   防冰  

描述： 针对复合材料帽罩采用的一种热气膜防冰系统,采用计算流体力学方法研究了其内部冲击换热和外部气膜加热效果。发展了二维轴对称计算方法并与全三维计算结果进行了对比,搭建了热气吹风实验台,利用红外测温仪和热电偶测量帽罩温度,验证了数值计算方法。全面研究了不同射流雷诺数、相对冲击距和气膜缝结构参数对热气加热特性的影响,结果表明:增大射流雷诺数有利于提高内部冲击换热效果和外部气膜加热效果;最佳相对冲击距随射流雷诺数的增大而增大,射流雷诺数为10 000~40 000范围内最佳相对冲击距在5~8内取得;气膜射流能大幅提高缝后外壁面温度,加热效率与气膜缝宽和位置有关,前缘开设的气膜缝还会提升前缘冲击换热效果。

航空活塞发动机串联二级增压压比分配研究

作者： 徐斌   郑嘉   杨世春   姬芬竹   周帆   丁珩芷   来源： 航空动力学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 二级增压   串联布置   航空活塞发动机   压比分配   匹配  

描述： 针对某款航空活塞发动机建立仿真建模,并通过实验验证了模型的准确性和适用性;根据匹配要求,进行了增压器选型分析。考虑不同飞行高度中冷器效率和各部分流动阻力变化的前提下,以增压压气机耗功最小为优化目标研究了在全飞行高度运行工况下不同压比分配对发动机增压性能的影响,探究了最适压比分配规律,以此为依据总结出一套基于实验制定二级增压压比分配方案的方法,使二级增压器能全工况运行在高效率区且保持7%以上安全裕度,为基于安全性的二级涡轮增压航空活塞发动机的研制奠定了基础。

航空活塞式发动机瞬态空燃比控制仿真研究

作者： 胡春明   毕延飞   王齐英   仲伟军   来源： 航空动力学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 模型预测控制   航空活塞式发动机   空燃比控制   神经网络   过渡工况  

描述： 针对航空活塞式直喷发动机瞬态空燃比难以精确控制、动态超调大等问题,采用基于改进的粒子群优化算法和Elman神经网络(VPSO-Elman网络)的模型预测控制算法对发动机过渡工况空燃比进行控制。在实验数据的基础上,利用发动机建模软件AMESim建立发动机模型,在MATLAB/Simulink中建立VPSO-Elman空燃比预测模型控制系统,通过联合仿真检验控制系统的性能。结果表明:瞬态工况下,相比于比例-积分-微分(PID)控制,VPSO-Elman网络模型预测控制下的空燃比超调量可以减小约20%,回调时间缩短约75%;针对不同的节气门开度变化速率,VPSO-Elman控制器同样具有良好的控制效果。

航空活塞二冲程汽油机排气口高度优化研究

作者： 王蕾   赵振峰   俞春存   张付军   来源： 航空动力学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 排气口高度   航空活塞汽油机   二冲程   扫气效率   性能优化  

描述： 针对作为无人机动力的某可变排气二冲程发动机在去掉可变排气系统后对发动机性能的影响,利用Fire仿真软件建立了发动机的缸内工作过程仿真模型,通过仿真和试验的方法研究了去掉可变排气系统后的发动机特性,结果表明:去掉可变排气系统后在2000r/min、10%节气门开度和5500r/min、50%节气门开度条件下,发动机的扫气效率降低,输出功率下降。在此基础上,利用仿真研究的方法对排气口高度参数进行了优化研究。去掉可变系统后排气口高度最优值为36.3mm时可以在保证常用无人机飞行转速范围内,各工况下扫气效率较高,发动机指示功损失最小,输出功率可以满足无人机动力需求。

新型高温渗碳不锈航空齿轮钢齿轮的弯曲疲劳失效机理

作者： 唐鑫   朱如鹏   杨卯生   唐朋   李发家   熊兴波   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 弯曲疲劳   表面加工缺陷   航空齿轮钢   失效机理   裂纹源   碳化物  

描述： 以新型高温渗碳不锈航空齿轮钢圆柱齿轮为研究对象，采用国标GB/T 14230-1993规定的“B试验法”开展了齿轮弯曲疲劳试验，并对轮齿的断裂的失效机理进行了研究。分析结果发现存在三种造成轮齿断裂失效的诱因：表面碳化物、表面缺陷和内部碳化物。其中，表面碳化物对轮齿弯曲疲劳寿命的影响比内部碳化物和表面加工缺陷都要严重。当齿面没有碳化物和加工缺陷时，在长时间循环应力作用下会产生内部碳化物，进而造成裂纹萌生和扩展，较小尺寸碳化物会形成粗糙的“鱼眼”区形貌。采用航空新型高温渗碳不锈航空齿轮钢的齿轮要得到较高的寿命，应当在加工过程中控制轮齿表面及近表面碳化物尺寸、数量及形状系数和表面加工缺陷，以避免在轮齿表面形成裂纹源。

航空动力系统整机多学科设计优化方法

作者： 尹泽勇   米栋   张立章   闫成   吴沛   钱正明   罗钜   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 多学科设计优化(MDO)   航空动力系统   直升机传动系统   整机优化   整机验证  

描述： 等多类先进技术，并建立了基于多学科设计优化(MDO)的航空动力系统整机设计方法。分别以涡轴发动机、涡扇发动机、涡喷发动机、直升机传动系统主减速器主传动链为对象开展了航空动力系统整机MDO工程应用研究