基于Copula相似性的航空发动机RUL预测

作者： 许先鑫     李娟     孙秀慧     戴洪德   来源： 航空动力学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 非线性   预测与健康管理   剩余使用寿命   Copula相似性   特征退化  

描述： 针对航空发动机性能退化特征众多，以及特征相互影响等问题，考虑退化特征间的非线性相关关系，提出了基于Copula相似性的航空发动机RUL(remaining useful life)预测方法。通过K-means聚类将航空发动机的工作状态分类，建立退化模型，选取退化性能趋势最明显的3组传感器。基于Copula函数对选取的3组传感器进行相关性建模分析，构建发动机传感器之间的Copula结构。基于Copula相似性实现对航空发动机的剩余寿命预测。结果表明：基于Copula相似性的航空发动机RUL预测方法相较传统方法，在发动机运行周期的50%、70%、90%预测误差分别减少13.053%、31.328%、74.602%，预测精度得到提高。

基于改进花授粉算法的航空发动机装配总体规划

作者： 章斌     卢洪义     宋汉强     刘舜     杨禹成     桑豆豆   来源： 航空动力学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 装配序列规划   航空发动机压气机   精英变异   均匀变异   花授粉算法  

描述： 针对航空发动机结构复杂、零件数量多且装配效率低、装配成本高的问题，提出了一种改进花授粉算法（improved flower pollination algorithm, IFPA）的装配顺序优化方法。以装配优先性、装配稳定性、装配聚合性、装配重定向性和基础部件位置为影响因子构建优化目标评价体系，采用了不同的表示方案、反对立学习的初始种群生成、动态调整的转换概率，在全局授粉和局部授粉规则中引入了均匀变异和精英变异，并加入遗传突变。运用在航空发动机低压压气机装配规划上，验证了IFPA的有效性，并讨论了IFPA的参数影响，并同粒子群算法、遗传算法、蚁群算法和花授粉算法进行比较，该算法找到最优序列的概率分别提高了41%、42%、41%和20%，验证了IFPA在求解装配序列规划问题上的优越性。

巡航高度对飞机燃油箱水污染物生成特性的影响

作者： 杨文举     邵垒     曾宪君     周宝成     贺佳伟     杨家豪   来源： 航空动力学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 水污染物   传热传质   飞机燃油箱   巡航高度   燃油温度  

描述： 为研究巡航高度对燃油箱内水污染物生成的系统性影响，基于传热传质方程建立水污染物生成模型，对不同巡航高度下燃油箱内的溶解水、析出水、冷凝水、游离水等水污染物生成特性进行计算。结果表明：飞行过程中产生的析出水主要在爬升阶段，且巡航高度越高产生的析出水越多，11 km巡航高度产生的析出水较7 km时多出5.5%；冷凝水主要产生在巡航阶段，冷凝水总量随着巡航高度的增加而减少，11 km巡航高度产生的冷凝水较7 km时减少了34.4%；飞行过程中产生的游离水总量随着巡航高度的增加而增加，但增加幅度逐渐减缓，9 km巡航高度产生的游离水较7 km增加了1.88%,11 km巡航高度产生的游离水较9 km增加了0.92%。

航空重油活塞发动机技术难点与发展启示

作者： 赵振峰     王蕾   来源： 航空动力学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 发展启示   活塞发动机   航空重油   技术难点   高功质比  

描述： 在分析国内外航空重油活塞发动机发展现状的基础上，对现有成熟机型进行对比分析，获得了不同功率级别航空重油活塞发动机的核心技术指标，提出我国发展航空活塞发动机重油化和国产化的重要意义。按照功率级别分析了航空重油活塞发动机发展的技术途径，总结了高功质比航空重油活塞发动机面临的技术难点，提出了点燃式航空重油活塞发动机的关键技术，即重油燃料的快速雾化技术、快速冷起动技术、爆震抑制技术以及高空增压功率恢复技术，突破以上关键技术将对航空重油活塞发动机技术的发展具有重要意义。

航空发动机钛合金声衬热振响应特性

作者： 王晨     李颖     霍施宇     由于     尚一博     李斌   来源： 航空动力学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 钛合金声衬   强度设计   热振试验   穿孔板   蜂窝芯  

描述： 针对高温振动环境下钛合金声衬动响应变化规律及疲劳失效问题，以仿真分析和试验相结合的方法开展钛合金声衬高温环境下的振动特性研究。研究结果表明：200℃下钛合金声衬1阶固有频率计算结果和试验值吻合较好

射流预冷对航空发动机进气温度的特征性分析

作者： 冯爽     李宝宽     杨晓晰     谢业平     张海洋   来源： 航空动力学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 射流预冷   蒸发   响应面分析   雾化   进气温度  

描述： 为了研究射流预冷技术对预压段温度场的影响，采用欧拉-拉格朗日方法建立了液滴雾化蒸发过程的三维数学模型。气液两相之间的传质和动量交换是通过双向耦合的方法实现的。通过与已有试验结果的比较，验证了该数学模型的准确性。采用响应面法分析了水气比、喷射速度、液滴尺寸和喷嘴锥角对航空发动机进气温度的影响，建立了四因素三水平响应面法。结果表明：发动机进气空气温度的降温比为3.67%～26.02%。建立了基于多元回归方法的可视化非线性多变量设计优化方程，得到了水气比、喷射速度、液滴尺寸和喷嘴锥角对进气冷却效果的影响。当水气比为0.08、液滴尺寸为10.47μm、喷射速度为39.52 m/s、喷嘴锥角为24.79°时，发动机最低预压缩冷却段温度为449.60 K。

航空发动机热区轴承腔壁面油膜流动及温度特性

作者： 方龙   陈国定   来源： 航空动力学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 油膜温度   油膜厚度   壁面油膜   热区轴承腔   油膜速度  

描述： 分布在0～1 mm内,油膜速度分布在0～5 m/s范围内,壁面油膜温度分布在100～140℃范围内;轴承腔左右两侧的壁面油膜厚度、速度和温度都随着周向角度的增加而不断增加,且在相同工况下轴承腔壁面油膜

基于Flowmaster的航空发动机燃油系统温度仿真及分析

作者： 康思昭   奚修智   李波   张博   来源： 航空动力学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机燃油系统   Flowmaster软件   飞机回油   温度仿真   燃油温度  

描述： 采用大庆RP-3型燃油,利用Flowmaster软件对某型航空发动机燃油系统进行建模,计算定、变转速工况下燃油温升情况,开展了发动机变转速下的温度仿真,将仿真温度与实验温度值进行对比验证模型准确性。结果表明:模型精度主要受元件的性能曲线影响;某些工况下主燃烧室前的燃油温度可达145℃以上,影响发动机安全,必须加以控制;仿真发现向飞机回油可以降低燃油温度,但对于阶跃回油质量流量信号,温度响应具有延迟性;设计回油质量流量为0 kg/s,不同工况的离心泵效率相同,各工况的燃油温度与主燃烧室燃油质量流量的关系,质量流量增大,温度降低,质量流量稳定时,温度也会达到稳定值。该仿真主要是建立了燃油温度的求解模型,提出了燃油泵加热的计算方法,对于航空发动机系统一维仿真研究有一定的指导作用。

基于RS-CART决策树的航空发动机小样本故障诊断

作者： 庞梦洋   索中英   郑万泽   徐宇恒   包壮壮   黄林   来源： 航空动力学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 分类与回归树   GINI系数   故障诊断   属性约简   规则提取  

描述： 针对CART(classification and regression tree)分类决策树构建过程中由于小样本集特征维数高及噪声等造成的过拟合问题,在CART决策树算法训练过程中引入基于互信息的粗糙集(rough sets,RS)属性约简,考虑信息熵与基尼(GINI)系数刻画样本集"纯净度"的相似关系,对历史故障数据进行属性约简,降低属性维度以优化训练集,在此基础上构建分类决策树,可视化输出规则。实验结果表明:将改进的CART决策树算法应用于某型航空发动机油液故障诊断,提取的规则可解释性强,能够减小冗余属性及噪声对决策的影响,与常用故障诊断算法相比,该模型的诊断准确率提升20%左右,AUC(area under curve)值高达92%,可以有效处理高维离散型航空发动机小样本故障问题。

基于RS-CART决策树的航空发动机小样本故障诊断

作者： 庞梦洋   索中英   郑万泽   徐宇恒   包壮壮   黄林   来源： 航空动力学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 分类与回归树   GINI系数   故障诊断   属性约简   规则提取  

描述： 针对CART(classification and regression tree)分类决策树构建过程中由于小样本集特征维数高及噪声等造成的过拟合问题,在CART决策树算法训练过程中引入基于互信息的粗糙集(rough sets,RS)属性约简,考虑信息熵与基尼(GINI)系数刻画样本集"纯净度"的相似关系,对历史故障数据进行属性约简,降低属性维度以优化训练集,在此基础上构建分类决策树,可视化输出规则。实验结果表明:将改进的CART决策树算法应用于某型航空发动机油液故障诊断,提取的规则可解释性强,能够减小冗余属性及噪声对决策的影响,与常用故障诊断算法相比,该模型的诊断准确率提升20%左右,AUC(area under curve)值高达92%,可以有效处理高维离散型航空发动机小样本故障问题。