航空发动机机匣三维动态位姿多目视觉测量

作者： 郭建英   梁晋   叶美图   王明明   刘辉   滕光蓉   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 视觉测量   相对位姿   坐标转换   航空发动机机匣   摄影测量  

描述： 针对航空发动机机匣刚度试验中相对位姿难以测量的问题，对常规双目视觉位姿测量方法进行了改进，提出了基于定位编码点的全局多目动态位姿测量方法。利用近景摄影测量技术获取机匣定位编码点在初始坐标系下的全局坐标，并通过矢量坐标转换方法转换至自定义的机匣数模坐标系下；运用数模编码点坐标求解多目相机外参，统一各测量相机坐标系，从而能够在自定义坐标矢量上对测量数据进行分析；通过多目动态位姿测量法获得机匣内外环测点在各变形状态下的三维坐标，进而解算出机匣测点在数模坐标系下的位移和姿态及其相对变化信息。试验证明，相对传统千分表测量方法，该方法的位移测量误差小于0.005 mm，弥补了传统测量方法难以测量试验件的不同部位相对姿态的缺点，为航空发动机机匣及相关壳体类的刚度试验提供了便捷的测量方法和可靠的数据来源。

航空模型燃料掺混氢气的微尺度燃烧数值模拟

作者： 陈星赫   苏晟   王娟   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 裂解   掺混燃烧   微尺度燃烧   火焰位置   燃烧特性  

描述： 对二维三级后台阶微尺度燃烧器中以三种碳氢化合物(69% C10H22、11% C9H18、20% C9H12)混合的Jet A-1模型燃料与氢气的掺混在纯氧中的燃烧进行了数值模拟，分析了燃料掺氢比

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。

RP-3航空煤油模型燃料的简化反应机理构建与验证

作者： 曾文   郭振宇   刘靖   胡二江   常亚超   马宏宇   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 简化反应机理   模型燃料   全局敏感性分析   解耦法   3航空煤油   RP  

描述： 通过耦合基于反应类的全局敏感性分析方法、组分敏感性分析方法、解耦法及遗传算法，构建了RP-3航空煤油模型燃料（14%正癸烷/10%正十二烷/30%异十六烷/36%甲基环己烷/10%甲苯，摩尔分数）的简化反应机理。以甲基环己烷为例（其它组份类似），详细论述了其骨架反应机理的构建过程。采用基于反应类的全局敏感性分析方法，对甲基环己烷的燃料相关子机理中重要反应类进行了识别，并基于组分敏感性分析方法对重要反应类中的代表性组分进行了选择，形成了甲基环己烷的燃料相关骨架反应机理。基于解耦法，耦合甲基环己烷的燃料相关骨架反应机理与C0-C3简化反应机理，形成了甲基环己烷的初始骨架反应机理。基于遗传算法，对甲基环己烷的初始骨架反应机理中燃料相关反应的反应速率常数进行了优化，以提高骨架反应机理的预测性能。通过耦合正癸烷、正十二烷、异十六烷、甲基环己烷、甲苯的骨架反应机理，构建了RP-3航空煤油的简化反应机理，包括121种组分、469个反应。结果表明，采用该简化反应机理计算得到的模型燃料在激波管中的着火延迟时间、在定容弹中的层流燃烧速度以及在射流搅拌器中发生氧化反应时的主要组分浓度与RP-3航空煤油及其模型燃料的相应试验数据吻合较好。

航空花键接触刚度仿真与试验

作者： 李英杰   赵广   袁运博   侯志强   郭梅   张大义   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 有限元分析   刚度测试   接触刚度   航空花键   缩尺模型  

描述： 针对航空花键接触刚度数量级高导致的直接试验测量难度高、误差大的现状，以某型号航空发动机花键连接结构为研究对象，经过合理的简化与缩尺设计，建立相应的花键结构模型。仿真得到花键接触刚度及其随传递扭矩、横向力的变化规律，并搭建与仿真模型一致的试验台进行刚度测试。结果表明：当横向力不变时，花键的接触刚度随传递扭矩的增大而非线性增大，并逐渐趋于稳定；当花键处于相同的扭矩和横向力作用时，处于加载和卸载过程中的花键接触刚度值不同，并出现迟滞现象；试验测得在所有扭矩下的花键平均刚度值为20.48 MN/m，仿真结果与试验结果的平均误差为8.54%，试验与仿真结果取得了较好的一致性。该研究为航空花键接触刚度的研究提供了参考。

航空发动机易损性仿真与评估技术研究

作者： 李兆红   邢洋   裴扬   柴政   郭鹏超   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 易损性   生存力   损伤模式   缩减设计   杀伤概率  

描述： 杀伤概率等易损性指标进行量化计算。根据开发的易损性计算软件计算结果，方向1和方向7，压气机机匣、低压转子和高压转子的B级杀伤概率均较高。根据发动机易损性缩减措施，提出针对发动机的生存力设计改进建议，并通过算例计算分析改进效果。提出的方法对于航空发动机防护以及生存力设计有指导意义。