民用飞机机翼结冰试验与数值预测

作者： 张强   陈迎春   周涛   白峰   来源： 航空动力学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 结冰   冰风洞   试验   民用飞机   数值预测  

描述： 值预测冰形进行了对比分析.霜冰的数值预测结果与试验结果一致性良好,对于明冰,数值结果和试验结果存在一定的差异,原因在于:1明冰结冰过程中较强的绕流变化增大了冰积聚非定常效应对数值预测的影响;2采用的结冰热力学模型对明冰的模拟存在一定局限性;3明冰对于冰风洞设备工况和试验模型表面粗糙度的影响更为敏感.

航空发动机整机周向平均稳态仿真方法

作者： 金东海   梁栋   刘晓恒   张健成   王森   周成华   戴宇辰   桂幸民   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   周向平均   建模   准三维   整机仿真  

描述： 自主发展了基于周向平均方法的航空发动机整机准三维数值仿真方法。基于Navier-Stokes方程，推导了周向平均的准三维通流模型控制方程，针对方程源项传统模型的不足，提出了考虑叶型影响的无黏叶片力模型、基于机器学习的压气机展向分布损失模型和基于理论分析的周向不均匀性模型等，并完成了燃烧室的准三维建模，最终实现了航空发动机整机准三维稳态仿真。利用本文发展的整机周向平均稳态准三维仿真程序CAM完成了WP11涡喷发动机整机仿真，并与俄罗斯S2程序AES-S2的仿真结果进行了对比分析。结果表明，相比于俄罗斯S2程序AES-S2，所发展的周向平均准三维仿真程序CAM仿真精度更高，在WP11整机准三维仿真的设计点计算结果对比中，CAM计算的涡轮流量的误差比AES-S2的计算误差小8%以上，发动机推力误差小16%以上；收敛性更好，CAM计算的涡轮流量的振幅比AES-S2的计算结果的振幅小10%以上，CAM计算的发动机推力的振幅比AES-S2的计算结果的振幅小20%以上。

组合循环发动机飞机/发动机性能一体化分析

作者： 张冬青   宋文艳   柴政   刘立立   孟乒乒   来源： 航空动力学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 组合循环发动机   起飞推力   飞机/发动机性能一体化   高超声速巡航飞行器   总体性能  

描述： 采用飞机/发动机一体化分析方法,开展了两种典型组合循环发动机方案(方案一为涡轮/亚燃冲压/双模态超燃冲压组合发动机,方案二为涡轮/引射冲压/双模态超燃冲压组合发动机)总体性能对比研究。基于给定的马赫数为6.5巡航的高超声速飞行器的飞行任务需求,进行了约束分析与任务分析,优选出满足约束条件下的飞行器起飞推质比和机翼载荷,得到了相应的飞行器起飞总质量和海平面起飞推力,并进行了两种方案的对比研究。结果表明:在完成相同的飞行任务下,方案一的起飞总质量与方案二相当,前者比后者减小了2.6%;方案一的起飞推力比方案二高出10.3%;基于涡轮发动机水平,方案一和方案二分别需要采用两台海平面起飞推力为129kN和119kN量级的涡轮发动机。此外,飞行器起飞总质量随巡航距离增加而显著增加,巡航距离为4 000km时,两种方案的起飞总质量将达到85t左右。

飞机热气防冰系统研究

作者： 常士楠   杨波   冷梦尧   赵媛媛   刘明阳   来源： 航空动力学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 冲击射流   冰风洞实验   热气防冰   结冰/溢流水   水滴撞击特性  

描述： 介绍了飞机热气防冰系统的应用背景及基本结构,回顾了其发展历程及国内外研究现状.从防冰表面水滴撞击特性计算、蒙皮外部结冰/溢流水模型建立、热气防冰腔内部结构参数研究以及多物理场防冰表面内外耦合仿真这4个关键问题角度,分析了热气防冰系统的主要研究内容.分析表明:准确预测三维溢流冰形成过程、优化热气防冰腔内部结构参数、确定防冰安全边界和防冰裕度以及冰风洞防冰系统实验的参数缩比等关键研究点是热气防冰系统的发展趋势.

STOVL飞机发动机多变量控制方法

作者： 庞淑伟   李秋红   任冰涛   张海波   来源： 航空动力学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 负载前馈   短距起飞/垂直降落   多变量控制   工作模式切换   分块解耦  

描述： 短距起飞/垂直降落(STOVL)飞机发动机已采用多变量控制方法。基于鲁棒稳定性和条件数分析、块相对增益矩阵分析,对STOVL飞机发动机不同工作模式下的三变量控制系统输出选择和控制结构设计进行了研究。对常规工作模式,提出了基于多目标优化的三变量分块解耦控制方法,通过定义最优指标实现动态跟踪和分块间的耦合抑制。对常规工作模式和垂直起降工作模式间的切换,提出基于升力风扇功率前馈的复合控制方法,以消除负载变化对系统性能的影响。仿真结果表明:提出的控制方法能够保证常规工作模式下良好的解耦控制效果,能够实现不同工作模式间的平稳过渡,验证了控制方法的可行性。

STOVL飞机发动机多变量控制方法

作者： 庞淑伟   李秋红   任冰涛   张海波   来源： 航空动力学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊

描述： STOVL飞机发动机多变量控制方法

STOVL飞机发动机多变量控制方法

作者： 庞淑伟   李秋红   任冰涛   张海波   来源： 航空动力学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊

描述： STOVL飞机发动机多变量控制方法

航空发动机整机性能仿真中的功率平衡方法

作者： 徐全勇   吴锋   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 性能求解   涡轮发动机   三维整机仿真   功率平衡   多场耦合  

描述： 提出了一种在CFD三维整机仿真中实现功率平衡的计算方法。推导确定了决定平衡关系的关键变量：涡轮前温度与物理转速。提出了基于稳态流场和功率经验关系实现功率平衡的数值迭代方法。本文将该迭代方法与CFD三维求解耦合，发展了一种可用于三维整机CFD耦合仿真的功率平衡计算方法。采用该功率平衡计算方法对MTJ-80涡喷发动机开展了三维整机CFD数值计算，实现了整机性能三维仿真与控制规律的耦合和预测。在控制燃油量不变的条件下，通过转速迭代可以实现压气机和涡轮的功率差小于0.1%，可以预测固定燃油供给量条件下所能达到的稳态运转转速。在控制转速不变的条件下，通过调节燃油量实现压气机和涡轮的功率差小于0.15%，可以预测固定转速条件下的燃油流量。数据验证结果表明：该功率平很给计算方法可以与CFD三维整机计算耦合，并且具有很强的收敛性，解决了以往整机三维性能仿真过程中的功率不平衡问题。

航空发动机双层结构金属机匣的弹道试验

作者： 张帆   曹振忠   苗艳   丛佩红   柏松汉   章定国   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： DYNA有限元数值仿真   双层结构钛合金叠层靶板   间隙   ANSYS/LS   无量纲靶厚   弹道试验   侵彻   弹道极限  

描述： 为研究航空发动机双层结构金属机匣在受叶片冲击时的包容性问题，利用滑膛炮试验系统对双层钛合金带不同间隙叠层靶板进行打靶弹道试验。通过28次有效的弹道试验发现：对比内层（迎弹面）、外层靶板厚度相同带间隙

基于热管技术的飞机电作动机构散热特性

作者： 牛文敬   连文磊   林灵矫   卢予恩   来源： 航空动力学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 燃油冷却系统   散热特性   产热规律   冷却方式   飞机电作动机构   热管   热管等效导热系数  

描述： 针对飞机电作动机构在工作过程中发热严重的情况,开展了相关散热技术研究。利用试验数据拟合出电作动机构产热量的经验关系式,提出基于热管-燃油系统的飞机电作动机构冷却方法,建立描述电作动机构散热系统流动与传热过程的数值模型,并验证了其可靠性。通过数值模拟研究不同因素对散热系统散热性能的影响规律,结果表明:数值模拟与试验误差在14.6%以内;与自然对流散热相比,热管-燃油散热方式可使电作动器温升降低12.61%,对于驱动器,风扇冷却效果优于热管-燃油散热方式;当热管等效导热系数达到7 000 W/(m·K),电作动机构已达到较好的散热状态,继续增大热管等效导热系数对提高散热系统散热性能效果不明显。研究可为电作动机构高效散热系统的设计提供参考。