不同增压模式对压燃式航空活塞发动机性能的影响研究

作者： 陈贵升   孙敏   贺如   沈颖刚   杨杰   杨顺   来源： 推进技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 海拔   增压模式   压燃式航空活塞发动机   可变截面增压器   两级增压  

描述： 压燃式航空活塞发动机在高空环境下易出现动力衰减、推力不足等关键问题，因此，增压系统的匹配研究和优化至关重要。基于GT/Power软件构建一维整机热力学模型，探究了不同海拔下增压模式以及高压级压气机叶片开度对压燃式航空活塞发动机性能的影响。研究表明：海拔4000m下，在3400r/min工况点，相较于固定截面增压（FGT），采用可变涡轮截面增压（VGT）技术后，燃烧始点提前了31.7%，转矩和功率分别提高36%，43.5%，泵气损失增加10.5%；而采用可调两级增压（RTST）后性能提升效果更显著，使发动机工作升限从5480m提升到了6000m，但在高转速下，RTST增压效率以及对发动机动力性能的增幅会出现下降趋势；低海拔下，随RTST高压级VGT叶片开度的减小，燃烧始点推迟，功率降低，油耗增加；高海拔下，燃烧始点、功率和油耗随叶片开度的减小而呈现与低海拔时相反的趋势。

基于深度学习的航空发动机涡轮叶片自动射线检测技术研究

作者： 王栋欢   肖洪   吴丁毅   来源： 推进技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   涡轮叶片   射线图像   深度学习   射线检测   缺陷检测  

描述： 一直以来，航空发动机涡轮叶片的射线检测依靠检验员人工评片。为避免经验差异、眼睛疲劳、标准理解等人为因素影响，有效改善传统射线检测费时费力、效率低下等问题，针对航空发动机涡轮叶片射线图像，基于YOLOv4模型提出了一种双主干特征融合的缺陷自动检测算法（DBFF-YOLOv4）；通过设计包含所有特征映射的新型连接结构搭建缺陷检测颈部网络，建立了适用于涡轮叶片射线图像的缺陷自动检测模型；针对每个缺陷，采用9次裁剪、旋转和亮度增减的图像数据增强方法扩充样本数据，在此基础上进行了模型训练与测试。结果表明，针对完整涡轮叶片，建立的缺陷检测模型在0.5的置信度阈值下可获得96.7%的平均查准率和91.87%的平均查全率，优于通用目标检测算法YOLOv4模型。9次缺陷裁剪、旋转和亮度增减的图像数据增强方法能够显著提高模型的缺陷检测精度（平均精度分别得到了59.19%和2.53%的提升）。该研究为涡轮叶片自动射线检测提供了一种新方法。

航空发动机燃油伺服系统定压活门正向频域设计方法

作者： 赵文帅     王曦     龙一夫     周龙     周振华     柴文伟   来源： 推进技术 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 负反馈控制   燃油伺服系统   频域设计   定压活门   型孔设计图谱   状态空间模型  

描述： ；基于频域设计理论，提出了一种定压活门的动态设计方法，完成了镇定控制增益的设计；为了便于工程应用，提出了基于图谱的型孔设计、组合设计方法，指导规则型孔、组合型孔结构参数的设计。仿真结果表明，在幅值为1

氢能源民用飞机技术路线与总体概念设计方法研究

作者： 张新榃     于航     彭俊毅     朱文都     张炯     王曼     杨志刚   来源： 推进技术 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 氢能源   能源动力架构   飞机总体设计   储氢质量分数   净零碳排放  

描述： 本文以实现民用飞机净零碳排放为目标，寻找可以在未来投入大规模应用的新能源动力形式。从能量密度、功率密度、减碳以及能源经济性等维度开展对比评估，结合通勤飞机、窄体干线、宽体客机等典型座级航程的各级别民机产品的能源动力系统的质量对比，本研究认为“氢能源+涡轮机”将是未来新能源民用飞机最具可行性的能源动力组合。建立了适用于氢能飞机的总体设计流程，针对窄体干线氢能客机开展总体设计，采用阻力分解方法估算气动效率，多种分类质量计算方法估算空重，经过设计迭代形成可行的氢能飞机总体参数和初步概念方案。分析结果表明，对于窄体干线级别民机，采用“氢能源+涡轮机”的动力架构使该级别飞机起飞质量比传统燃油飞机增加不到10%。考虑到未来10～20年氢能动力系统和机载氢燃料存储技术可预见的突破，氢能飞机是实现航空运输净零碳排放的非常具有潜力的解决方案。

航空发动机燃油控制装置可靠性研究综述

作者： 安理会     王建礼     刘意     李柯柯     符江锋     魏鹏飞     李华聪   来源： 推进技术 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   燃油控制装置   可靠性设计   故障类型   综述  

描述： 航空发动机燃油控制装置是航空发动机的核心控制单元，长期服役在高温、高压、强振的恶劣环境，在航空发动机外场使用中故障率占比高，产品的寿命及可靠性是当前制约我国装备能力提升的短板。本文总结了当前燃油控制装置的典型故障类型，对比分析了国内外在燃油控制装置可靠性设计与分析技术、可靠性优化技术、寿命试验技术及可靠性评估技术方面的研究进展；剖析了我国燃油控制装置可靠性技术研究及应用方面的不足及原因，同时结合航空发动机正向研发体系建设需要，指出了航空发动机自主创新设计中燃油控制装置性能及可靠性一体化设计所面临的技术难点和挑战，并立足于现有国内设计水平及工业基础，给出了夯实我国航空燃油控制装置设计能力需开展的基础性研究建议。

基于声信号的航空发动机风扇叶盘共振特征识别

作者： 何刘海     齐成婧     侯明     吴桂娇     刘飞春     徐福健   来源： 推进技术 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 管道声模态   共振特征   声信号   叶尖振幅   风扇叶盘  

描述： 航空发动机风扇叶盘模态密集，激励源丰富，使得风扇叶片容易共振出现裂纹、掉块等故障。针对振动应力、叶尖振幅和传声器阵列等测试方法复杂、成本高、周期长等特点，在风扇进气管道口布置单个传声器测量进口声信号，并对声信号进行时频分析，能够清晰识别出风扇叶盘的同步、非同步共振特征，结合计算结果分析获得共振转速和固有频率，与叶尖振幅测量结果相比最大误差分别为0.22%和0.42%，验证了该结果的准确性，为航空发动机风扇叶片盘设计和故障诊断提供了简单、有效的监测手段。

混合动力推进系统与飞机数字化设计现状与展望

作者： 康乐     冉千禧     毛军逵     余之圳     韩枫   来源： 推进技术 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 混合动力飞机设计   混合动力推进系统设计   多学科优化设计   混合动力评价体系   综述  

描述： 本文总结了国内外针对混合动力推进系统及飞机发展专门开发的数字化设计工具，归纳了其相应设计方法及特点。综合来看，为了满足混合动力飞机的设计需求，集成高精度电系统和热能管理系统模型，建立针对性的性能评估体系、飞机与发动机设计的数据耦合交互、研究设计与安全性分析相统一的建模方法、基于人工智能方法提高优化设计管理能力是目前面向其特点的关键发展方向，并为其后续的实验验证、适航条例制定等工程应用提供重要的技术支撑和设计依据。

基于冗余执行器的航空发动机推力快速响应控制方法研究

作者： 李睿超     虞超     姚竞豪     郭迎清     王兵     王向阳   来源： 推进技术 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   冗余执行器   最小相位系统   推力快速响应   推力控制  

描述： 面向飞/推一体化控制需求，开展涡扇发动机推力快速响应控制研究，提出了适用于推力最小相位系统的冗余控制方案。研究内容包括：（1）借鉴阀位控制思想，提出在传统燃油流量（Wf）回路基础上增设尾喷口喉道面积

基于双向优化策略的航空发动机多变量加速控制规律优化研究

作者： 姜威     尹金星     郑前钢     张海波   来源： 推进技术 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   加速优化   双向优化策略   涡扇发动机   几何调节规律  

描述： 针对航空发动机传统加速优化采用并行优化方法，未能有效利用燃油与几何变量的配合作用，提出了一种基于双向优化策略的加速控制规律优化方法。并行单向优化方法中的目标函数集中在发动机当前性能上，燃油的主导作用限制了紧贴约束边界优化过程几何变量的调节范围；而几何变量是通过增加空气流量、提高旋转部件效率等措施改善燃油流量的变化速率来间接提高发动机加速性能。因此，双向优化策略根据控制量在提高加速性作用方式的不同，将多变量并行优化分解为燃油单变量和几何多变量优化，并分别采用不同的目标函数，通过确定的加速燃油控制规律正向优化几何加速调节规律，然后根据几何调节规律反向求解加速燃油控制规律。仿真结果表明：在正向优化过程中，喘振裕度不再紧贴约束限制线，优化后的加速时间从4.44 s缩短至3.32 s，双向优化策略的加速时间优于传统并行方法，且优化出的多变量控制规律更平稳，更便于线性化。

基于SW-YOLO模型的航空发动机叶片损伤实时检测

作者： 何宇豪     曹学国     刘信良     蒋浩坤     王静秋   来源： 推进技术 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   实时检测   叶片损伤   深度学习   目标检测   孔探检测  

描述： 孔探检测技术是航空发动机叶片损伤检测的主要手段，但目前依赖人工操作，耗时耗力。本文提出了一个孔探视频检测的SW-YOLO模型，该模型包括输入端、主干网络、颈部网络、头部网络4个模块。首先，在主干网络加入了空间通道注意力模块（Spatial Channel-Convolutional Block Attention Module,SC-CBAM），有效避免位置信息丢失，提高目标边界回归能力，相较于YOLOv5，其平均精度均值■@0.5提高了5.4%。其次，在颈部网络对特征金字塔网络（Feature Pyramid Network,FPN）进行了改进，通过融合低层特征，扩大了模型感受野，有利于较小损伤区域的检测，如烧蚀损伤，平均精度提高了8.1%。最后，通过与YOLOv5,Faster R-CNN,SSD模型的对比实验，结果表明SW-YOLO模型的平均精度均值分别提高了7%,6.2%,6.3%，检测速度满足实时检测需求，有利于提高航空发动机孔探检测的自动化和智能化水平。