畸变条件下航空发动机喘振/失速适航符合性方法

作者： 郭重佳   傅文广   孙鹏   白杰   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 进气畸变   喘振/失速特性   适航   民用涡扇发动机   符合性方法  

描述： 为研究畸变条件下航空发动机对喘振/失速特性适航条款的符合性验证方法，将用于发动机稳定性评定的畸变试验方法应用于适航领域。以某型大涵道比涡扇发动机为研究对象，采用数值模拟方法研究了其在0°～30°迎角条件下的部件特性，并依据所得畸变图谱设计了不同结构的畸变发生器。结果表明：所设计的畸变发生器可以在一定程度上较好地模拟出不同迎角工况的畸变图谱、风扇的气动特性及流场特征，喘振裕度最大偏差4.32%。总结出发动机喘振裕度与不同迎角和畸变发生器之间的变化关系，用以确定适航条款要求的稳定工作范围。依据中国民用航空规章，发展了一种进气畸变条件下航空发动机喘振/失速特性符合性验证方法，并明确了其在型号合格审定过程的任务阶段。

航空发动机弹支-测力环双向轴向力测试方法

作者： 李洪美   欧阳运芳   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 双向轴向力测试   标定试验   推力轴承   测力环   弹支  

描述： 为满足某型航空发动机三支点推力轴承轴向力测试要求，提出了弹支轴向力传感器和测力环并行测量方法和双向轴向力组合标定方法，给出了弹支轴向力传感器测量原理，开展了弹支轴向力标定仿真分析和试验研究，给出了中央传动齿轮箱（IGB）和棒轴承对标定结果的影响，并与发动机测力环测试结果进行了对比，研究表明：弹支轴向力传感器输出受安装位置和对象影响较大，有未装配IGB和棒轴承的标定数据偏差分别可达73.4%和17.8%，按发动机实际装配关系进行标定组件装配才能提高测量精度。发动机实测结果表明：弹支轴向力传感器多通道全桥取均值的测量方法和测力环轴向力数据趋势一致，由此验证提出的双向弹支轴向力测试方法具有很高的工程应用价值。

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： 针对航空动力系统整机设计优化中存在的计算规模庞大、耦合关系复杂、学科冲突尖锐、实现过程困难等问题，从系统分解、系统建模和系统求解3个方面，发展并应用了高精度代理模型、高效优化策略和智能多目标优化算法等多类先进技术，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，并针对涡喷发动机进行了优化后压气机性能和强度试验验证以及整机试验验证。研究表明：航空动力系统整机MDO能够有效释放设计潜能，显著提高产品综合性能，大幅缩短研制周期，其工程应用前景十分广阔，将变革航空动力系统设计及研发工作。

航空发动机法兰接触热阻特性实验研究

作者： 陈燕   樊光亚   林志辉   史博文   刘高文   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 接触热阻   机匣法兰   拧紧力矩   单位接触热导   法兰间隙  

描述： 通过搭建法兰接触热阻实验台，在法兰间隙0～0.75 mm、螺栓拧紧力矩20～40 N·m参数范围内，测量不同材料机匣多个轴向位置的壁温来获得通过法兰的热流，得到法兰的接触热阻、单位接触热导。分析了法兰间隙、螺栓拧紧力矩对法兰接触热阻特性的影响。研究结果表明随着法兰间隙的增加，接触热阻呈线性增加，最大增加0.03 K/W，单位接触热导先迅速减小，后趋于平缓，最大降低了10 744.2 W/(K·m2)，约94.5%；随着拧紧力矩的增加，接触热阻减小，最大降低了22.1%。

基于航空发动机工况的叶尖间隙智能预测方法

作者： 杨阳   张建超   项洋   陆海鹰   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 叶尖间隙   特征提取   机器学习   零维仿真   空气系统  

描述： 在实际工程中保持航空发动机高效运行的有效措施之一是应用叶尖间隙主动控制技术，其前提是建立精确的叶尖间隙模型以实现叶尖间隙预测。建立叶尖间隙的简化物理模型和数学模型，将叶尖间隙计算转化为热变形与传热问题，通过机器学习模型对发动机工况参数进行特征提取，利用有效特征求解传热问题的边界，从而实现基于发动机工况参数快速预测实时叶尖间隙。机器学习模型的十折交叉验证集的平均准确率为98.9%，叶尖间隙模型的验证误差为4.3%，得到了不同工况下的叶尖间隙计算结果和冷气流量大小变化规律，计算耗时小于0.03s。

航空并联混合动力专用涡扇发动机快速设计方法

作者： 刘光璧   王步宇   王向阳   帅石金   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 能量利用   稳态性能   涡扇发动机   并联混合动力系统   快速设计  

描述： 为解决航空并联混合动力系统直接使用传统涡扇发动机时存在的发动机效率下降与低压压气机喘振问题，提出了一种通过流量预测确定涵道比的并联混合动力专用涡扇发动机快速设计方法，使用航空发动机性能仿真软件PROOSIS搭建了并联混合动力涡扇发动机模型，对发动机设计结果进行了性能评估与能量利用分析。研究表明，在与基准发动机相同的涡轮前总温限制下，设计结果能够满足推力需求。与在并联混合动力系统中使用基准发动机相比，使用设计的专用发动机时的油耗、能耗、低压压气机防喘振性能明显更优。由于能量利用历程不同，发动机的外涵道电能利用率远高于内涵道电能利用率和燃油利用率，这是并联混合动力涡扇发动机节能的根本原因。

基于改进果蝇算法优化的GRNN航空发动机排气温度预测模型

作者： 皮骏   马圣   张奇奇   王力平   崔东泽   来源： 航空动力学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   排气温度   广义回归神经网络   改进的果蝇算法   温度预测  

描述： 利用广义回归神经网络(GRNN)良好的非线性映射能力,对航空发动机排气温度(EGT)进行预测。由于GRNN的预测性能受宽度系数的影响,因此采用改进的果蝇算法优化广义回归神经网络(IFOAGRNN),并用优化后的GRNN对航空发动机的EGT进行预测。以某发动机为案例,选取相关参数作为预测模型的输入变量,EGT作为预测模型的输出变量。在相同的样本分配下,将FOA-GRNN(fruit fly optimization algorithm to optimize GRNN)、GRNN、自回归预测模型和优化的支持向量回归机作为对比算法。分析结果表明:IFOA-GRNN的收敛精度高于FOA-GRNN;IFOA-GRNN对EGT预测的平均相对误差为2.47%、拟合优度为0.850 6,其预测效果均优于其他对比算法;同时,IFOA-GRNN对噪声的敏感性也低于其他对比算法。

航空发动机轮盘中心孔模拟试验件设计方法及试验验证

作者： 魏大盛   冯俊淇   马梦弟   姚利信   王延荣   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 多轴疲劳   涡轮盘   结构强度   模拟试验件   应力梯度  

描述： 依据涡轮盘有限元计算结果，确定盘心考核位置处的应力状态，并将周向应力和轴向应力比值以及轮盘中心孔处周向应力沿径向的应力梯度作为设计指标，保证模拟件应力状态与实际轮盘一致。针对轮盘中心孔考核位置，本文共设计两类模拟件：一是反映双轴应力状态的多轴模拟件，二是反映应力梯度的平板缺口模拟件。分别采用两种试验件，结合轮盘实际载荷条件开展低循环疲劳试验，并对试验结果进行统计分析。进而，采用多轴疲劳寿命预测模型及考虑应力梯度影响的寿命预测模型对两种试验件的疲劳寿命进行评估，双轴模拟件的预测结果均在2倍分散带内，平板缺口模拟件的预测结果均在3倍分散带内，此寿命预测结果对实际轮盘设计具有参考价值。