航空发动机两种加速控制计划的融合控制方法研究

作者： 张鑫海   刘金鑫   李明   耿佳   宋志平   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 控制计划   航空发动机   燃油流量   融合控制   加速过程   喘振  

描述： 转速导数（N-dot）和换算燃油流量加速控制计划是航空发动机加速过程安全、快速的重要保障，但各自分别易受到功率提取、性能衰退和传感器、燃油计量装置误差的影响，导致失速喘振或加速性的下降。为了提高所控制加速过程的鲁棒性，一种基于这两种控制计划的融合控制方法被提出，该方法根据两者所获燃油流量的偏差大小对N-dot限控目标值进行修正，进而获得实际的加速燃油流量。以双转子加力涡扇发动机为对象的仿真验证表明，该控制方法可以适应全包线加速控制的需要；相比其余两种控制计划在受功率提取、误差影响下保持正常工作的范围更广；相同工作条件下，该方法比N-dot控制计划更不易发生喘振，比换算燃油流量控制计划的加速时间更短。

航空发动机高低压转子间碰摩故障特征提取

作者： 边杰   梅庆   陈亚农   徐友良   彭春雷   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 振动信号分离   航空发动机   高低压转子   参数自适应变分模态分解   故障特征提取  

描述： 高低压转子的1倍频和2倍频成分;当发动机振动异常时,低压转子弹性支承应变信号的APVMD模态分量除了包含低压转子的1倍频及倍频成分,还包含高压转子的1倍频和分频成分,以及高低压转子间的调制频率

基于拓扑优化的航空发动机滑油箱支架设计

作者： 王雁   周才华   周演   徐胜利   王博   李玉韦   刘中华   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 灵敏度分析   滑油箱支架   相对位移   拓扑优化   局部刚度  

描述： 支架是航空发动机滑油箱组件中的重要部件,用于连接和固定滑油箱组件中的箍带。但现有支架设计会引起与之相连的箍带承受偏心拉力,导致结构应力水平偏高进而发生疲劳破坏。本文提出了一种考虑结构局部刚度的拓扑优化方法,能够在提升支架整体刚度的同时兼顾局部刚度,使支架的刚度分布更加合理,进而显著降低与之相连的箍带的应力水平。利用该优化方法优化后的支架结构质量与初始结构相同,最大形变量降低了17.7%,与之相连的箍带结构不再受偏心拉力,应力分布更为均匀,最大应力降低了30.84%,验证了考虑结构局部刚度的拓扑优化方法在支架结构设计中的有效性。

竖直下降圆管内超临界压力RP-3航空煤油传热恶化实验研究

作者： 王彦红   东明   李素芬   陆英楠   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空煤油   拟沸腾数   临界准则   传热恶化   超临界压力  

描述： 为理解空-油换热器中的冷却换热特性，对竖直下降圆管内超临界压力RP-3航空煤油的换热进行了实验研究。探究了稳态换热特征和换热机理，探讨了质量流量、热流密度、运行压力和进口温度对换热的影响；基于拟沸腾数提出了传热恶化的临界准则以及壁温最大飞升值的预测准则；通过浮升力和热加速判别准则分析了两者对换热的影响；实现了换热关联式预测。结果表明：浮升力和热加速对换热的影响可以忽略。拟沸腾换热机制，即近壁流体膨胀力相比惯性力占主导时，类气态流体层覆盖壁面是传热恶化的原因。当拟沸腾数高于2.5×10-4时，拟沸腾换热机制起作用。最后，探究了泄压过程中的瞬态换热特征。泄压过程中拟沸腾数不断增大，传热恶化加剧，高泄压速率下甚至出现壁温波动。

基于内嵌物理约束神经网络模型的航空发动机数字工程模型

作者： 林志富   肖洪   王占学   张晓博   来源： 推进技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 特征处理   航空发动机   数字工程模型   性能参数预估   内嵌物理约束神经网络  

描述： 相对误差和峰值相对误差均小于常规神经网络模型。在一定的模型规模下，基于架构的数字模型的峰值相对误差仅为常规神经网络模型的1/4。通过物理约束，克服了数据驱动模型对大数据的依赖，指导了神经网络层的超参数设置。

双碳目标下的氨燃料航空动力研究进展及展望

作者： 秦江   方垍洧   王聪   颜培刚   哈婵   李成杰   来源： 推进技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 氨的绿色制取   氨燃料航空发动机   氢氨混合燃烧   氮氧化物排放   综述   碳中和  

描述： 为了获得氨燃料航空动力应用潜力评价，本文综述了氨燃料的绿色制取方法、氨燃料燃烧特性的研究成果以及氨航空发动机设计过程中可能存在的技术问题和相应的解决方案。综合已有研究成果，本文认为氨燃料航空发动机具有非常广阔的应用前景，采用氨氢混合燃烧在未来有望成为氨燃料航空动力系统的优选方案。

考虑起飞工况的航空发动机性能退化预测研究

作者： 赵洪利   许博文   张青   来源： 推进技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   非线性维纳   局部线性嵌入算法   性能退化   工况修正  

描述： 针对现阶段航空发动机性能退化建模研究没有考虑起飞工况的影响问题，提出了基于修正的非线性维纳过程发动机性能退化建模方法。该方法结合了同类型号发动机的历史性能退化数据与个体发动机的实时退化和工况数据。首先，考虑发动机每次起飞的工况不同，把工况修正引入非线性维纳过程建立发动机的性能退化模型。然后利用极大似然估计方法求得退化模型离线估计值，基于贝叶斯理论对退化参数进行在线更新，最后基于局部线性嵌入算法，对工况参数进行融合构建工况因子，修正退化参数，实现了基于起飞工况的单台发动机性能退化预测。结果表明，采用融合工况因子修正模型，与未修正和压比修正模型相比，平均绝对百分比误差分别降低1.50%和1.01%。证明融合工况因子修正模型能降低发动机起飞工况差异和仅用单工况参数修正所造成的预测误差，可以用来辅助指导下发决策。

中冷压降对多级增压航空活塞发动机性能影响研究

作者： 任正敏   秦彪   卢康博   姚晔   石磊   邓康耀   来源： 推进技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 多级中冷   压降   航空活塞发动机   发动机性能   多级增压  

描述： 为了提高航空用活塞发动机升限和高空性能，本文基于仿真方法，建立了带有三级增压中冷的复合增压系统GT/POWER计算模型，并研究了不同飞行高度下各级中冷器的压降对增压系统及发动机性能参数的影响。研究表明，级后中冷器的压降会改变不同飞行高度下的增压系统中涡轮增压器的效率及实际总压比，进而影响发动机的动力性能和燃油经济性。其中，低压级中冷器的压降影响最为显著。在海拔20km，当中冷器压降增大至6kPa时，低压级中冷压降导致增压系统实际总压比下降了28.9%。同时，低压级中冷压降造成的航空活塞发动机功率损失约是同工况高压级造成的4倍、机械级的8.3倍。

航空发动机轴承腔油气两相流动特性及改进研究

作者： 任国哲   燕阳   郑莞霏   赵欢   孙丹   张成烽   来源： 推进技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   油气两相   回油结构   通风结构   回油效率   轴承腔  

描述： 为了研究航空发动机轴承腔油气两相流动特性，改善滑油回油效果，建立了基于欧拉-欧拉方法轴承腔两相流求解模型，针对轴承腔的通风结构和回油结构提出了三种改进方案，对不同工况下常规轴承腔和三种改进方案流动特性和回油特性进行深入分析。研究结果表明，将常规轴承腔通风结构进行嵌入（Embed）改进后，滑油被嵌入的通风口壁面阻挡，从通风口流出的滑油量减小，回油效率明显提升；将常规轴承腔回油结构进行斜坡（Slope）改进后，回油口右侧滑油堆积区消失，腔内滑油体积分数减小，回油效率明显提升；组合改进方案(ES)能够兼顾嵌入和斜坡改进方案的优势，回油效率进一步提升。相比常规轴承腔，当滑油流量为200L/h，转速为15000r/min时，嵌入、斜坡和组合改进方案回油效率分别提高了16.47%、13.02%和32.81%。

基于递归径向基神经网络的航空发动机盘腔瞬态壁温预测

作者： 李振环   王海   丁小飞   刘太秋   王春华   来源： 推进技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   RBF神经网络   空气系统   瞬态壁温预测   多维重构  

描述： 针对航空发动机空气系统盘腔瞬态壁温动态预测难的问题，提出了一种基于径向基神经网络的递归预测模型。首先通过时序数据多维重构的方法建立训练样本，强化径向基神经网络对“时滞性”的预测能力，分析了模型固有超参数和由多维重构引入抽样控制参数对模型预测精度的影响。最后采用简化的典型盘腔壁面换热模型结合公开的试验历程转速数据，构建了供模型训练和测试的瞬态壁温数据样本，以递归调用模型的方式完成了对测试样本时序数据的预测和验证。结果表明，与常规的径向基神经网络预测模型相比，该模型的平均相对预测偏差由3.0%降低至0.45%，有效提升了模型的预测精度。为航空发动机盘腔瞬态壁温异常监控及超温排故问题提供了一种新的预判方法。