航空蓄电池能量均衡技术研究

作者： 王友仁   梁嘉羿   黄薛   耿星   陈则王   来源： 航空学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空蓄电池　　串联电池组　　电池均衡　　主动均衡　　均衡控制策略  

描述： 航空电池组中单体电池之间会逐渐出现不一致性,会降低电池组性能和使用寿命,甚至引发安全事故。本文提出了一种基于主动均衡的航空蓄电池组能量均衡系统结构,提出了一种能量集中式双向传递的Cúk型均衡电路,设计了顶部均衡和底部均衡的均衡控制策略。开发了航空镍镉蓄电池能量均衡系统,进行了镍镉电池组能量均衡实验分析,实验结果表明新型能量均衡器具有均衡速度快、均衡电池单体可任意选择、能量双向传递的优点,通过电池组能量均衡控制能明显改善电池组内单体之间的不一致性,提高电池组容量利用率和使用寿命。

基于滑模控制的航空发动机多变量约束管理

作者： 杜宪   郭迎清   孙浩   徐清诗   来源： 航空学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 涡扇发动机　　约束管理　　min   max切换逻辑　　滑模控制器　　多变量控制  

描述： 针对航空发动机传统单变量线性控制器min-max切换方法处理约束的不足,提出了单变量滑模控制器替换所有线性控制器的改进策略,并将该方法拓展为新切换逻辑下的多变量滑模控制结构。基于改进的单变量滑模控制器minmax结构,多变量控制策略中加入了多变量滑模主控制器和新的切换逻辑,充分利用发动机的所有控制量,克服了传统方法的保守性,进一步提高发动机约束下的动态性能。对稳态时工作的控制器进行了理论分析,建立了多变量控制器实现精确跟踪的充要条件。仿真结果表明,多变量控制方法在更苛刻的约束条件下能够实现跟踪任务,而且提高了推力跟踪的快速性,调节时间从1.91s缩短到1.54s,同时降低了稳态时的油耗。

基于代理模型的航空燃油泵空化性能分析

作者： 熊英华   刘影   赵兴安   孙华伟   王国玉   高德明   来源： 航空学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 燃油泵　　代理模型　　湍流模型　　空化性能　　优化分析  

描述： 基于代理模型的整体敏感度分析方法,对影响燃油泵空化性能的结构参数(即诱导轮出口安放角和叶轮进口安放角)进行了分析,得到影响泵空化性能的主要因素,并对燃油泵的结构参数进行了优化。研究中,采用基于旋转修正的k-ε湍流模型及Zwart空化模型对优化前后的燃油泵空化流场进行了计算。结果表明:在一定变化范围内,叶片安放角对燃油泵的外特性影响较小,对燃油泵空化特性影响较大;其中,叶轮进口安放角对燃油泵空化性能有较大影响,随叶轮进口安放角的增大,燃油泵空化性能呈先下降后上升的变化趋势;优化后诱导轮出口安放角和叶轮进口安放角分别增大了4.4°和3.2°,满足Pareto最优解,燃油泵的空化性能较优化前提高了18%左右。

航空燃油类型对催化惰化系统性能的影响

作者： 冯诗愚   邵垒   李超越   陈悟   刘卫华   来源： 航空学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空燃油　　惰气　　催化　　反应器　　模拟  

描述： 在设计了一种催化惰化系统流程并描述其工作原理的基础上,以从油箱中抽吸气体的摩尔流量为基准,推导了流经催化反应器后各气体组分的流量关系,通过质量守恒方程及气体平衡溶解关系,建立了油箱气相空间气体浓度变化的数学模型。选择了RP-3、RP-5和RP-6燃油作为对象,用所建立的数学模型计算了不同载油率和催化反应器效率下的气相空间氧浓度变化关系。研究显示,由于3种燃油的蒸汽压不同,造成从外界环境补气及进入油箱的混合惰气流量不同,从而导致气相空间氧浓度的变化规律差异远大于采用中空纤维膜的机载惰化系统。因此,在设计催化惰化系统时要充分考虑燃油类型对惰化系统性能的影响。

航空发动机内置式永磁容错发电系统的研究

作者： 余诗怡   郝振洋   来源： 航空学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 内置式发电系统　　Id解析法　　弱磁控制　　容错控制　　永磁电机  

描述： 针对内置式航空发电系统高功率密度、高可靠性和高输出性能的要求,提出了基于三相四桥臂的航空用永磁容错发电系统。利用永磁容错电机大电感的特点,改进了传统弱磁控制算法,提出了简单高效的直轴电流Id解析法弱磁控制,通过实时计算弱磁电流给定实现了宽速范围(3倍额定转速)内的恒压发电控制。同时,根据容错电机磁隔离的特点,以保证故障前后电机定子磁场为圆形旋转磁场为前提,结合电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法实现了单相断路或短路故障的容错发电控制。通过MATLAB仿真验证了控制算法的正确性。最后,对一套7.5kW永磁容错发电系统进行了算法验证实验,验证了I_d解析法弱磁控制和容错控制的可行性,为后续的系统性能测试打下基础。

航空新型静电传感器建模与标定实验

作者： 冒慧杰   左洪福   黄文杰   殷逸冰   刘宸宁   来源： 航空学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 静电传感器　　数学模型　　标定实验　　空间灵敏度　　标定曲线  

描述： 静电传感器是一种用于航空发动机润滑油路中磨粒在线监测的新型传感器,为了对静电传感器的特性进行研究,改进了静电传感器的数学模型,设计了静电传感器标定装置。标定装置通过高压电场使油滴荷电,可以产生电量和极性可调的带电油滴,并可通过静电计准确测量产生的油滴电量。通过对数学模型的分析,以及标定实验的实验研究,确定了传感器的空间灵敏度分布;发现并验证了定速带电油滴沿着传感器固定径向位置移动时,静电传感器输出电压的峰值与施感电荷呈线性关系;通过标定实验获得了传感器的标定曲线,并进一步定量确定了传感器静态灵敏度在径向位置上的分布,标定实验也同时验证了数学模型的正确性。

航空经济学及面向价值的飞机设计理论与实践

作者： 宋文滨   来源： 航空学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 飞机设计　　技术经济学　　航空经济学　　价值工程　　面向价值的设计  

描述： 全球化的市场竞争是商用飞机产业的重要特征之一,对安全性、舒适性、经济性和环保性指标的不断追求推动着技术的不断进步及产业链的全球化发展。在飞机设计中,对经济性的考虑在航空技术和型号发展中的作用越来越突出,也是中国航空产业发展面临的重大挑战因素之一。在新技术研发决策及其在型号中的应用中,经济性考虑始终是决策的关键因素,本文综述航了空经济学的研究范畴和主要分析方法,及其对飞机概念设计、结构设计和系统选择等主要决策的影响,面向价值的设计理论和方法在飞机设计中的实践。希望本文的发表可以促进航空经济学的发展,相关方法可以在型号设计的最优综合评价中发挥作用,实现涵盖时间成本在内的综合评价指标最优的方案。可以预期,航空经济学的发展有助于提升中国航空制造业在竞争越来越激烈的全球航空产业链中的竞争力。

航空发动机损伤叶片再制造修复方法与实现

作者： 王浩   王立文   王涛   丁华鹏   来源： 航空学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机　　损伤叶片　　失效分析　　再制造　　修复  

描述： 航空发动机叶片长期工作在高温、高压和高速的环境下,极易出现损伤。但是,损伤叶片的再制造修复技术一直被国外垄断,国内航空公司不得不花费大量的资金和时间将受损叶片送往国外维修。针对此问题,提出一种航空发动机损伤叶片再制造修复方法。首先,对损伤叶片进行失效特征分析,评价修复可行性;其次,获取并处理叶片点云数据,提取叶片截面的边界曲线,重建叶片数字化模型,通过布尔运算得到加工目标模型;再次,采用激光熔覆和自适应加工方法,对损伤叶片进行再制造修复;最后,分别对叶片三维数字化模型与实物进行精度检测和误差分析。结果表明,利用该方法建立的叶片数字化模型具有较好的精度和光顺性,再制造修复误差满足发动机维修手册的要求。

一种改进的航空发动机结构概率风险评估方法

作者： 李岩   张曙光   宫綦   来源： 航空学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 风险评估　　重要抽样　　主动学习　　失效概率　　航空发动机  

描述： 针对航空发动机适航条款FAR33.75中关于发动机限寿件(ELLP)结构失效概率要求,提出了一种基于Kriging和蒙特卡罗半径外重要抽样(MCROIS)混合的结构概率风险评估方法。该方法针对ELLP高维、小失效概率事件以及极限状态函数为隐式、高度非线性的特点,利用Kriging元模型模拟隐式极限状态函数,然后通过主动学习迭代算法,计算最优点(MPP,最接近设计验算点的样本点),更新实验设计(DOE)并提高Kriging元模型的模拟精度。在此基础上,利用Kriging元模型确定最优抽样半径,构造半径外重要抽样密度函数,在最优抽样半径确定区域进行抽样,通过构造主动学习函数,使样本点更多落在抽样半径确定的球区域附近,加速失效概率计算的收敛,并构建了ELLP风险概率模型,解决了高维、小失效概率事件以及隐式、非线性极限状态函数的发动机结构概率风险评估难题,以某型发动机低压压气机轮盘为应用示例,与传统的蒙特卡罗仿真(MCS)方法进行了对比,验证了该方法的高效率、鲁棒性和仿真精度。

航空武器装备顶层论证技术发展现状与趋势

作者： 李清   闫娟   朱家强   黄涛   臧精   来源： 航空学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空武器装备　　顶层论证　　需求工程　　体系设计　　效能评估　　推演仿真  

描述： 航空武器装备顶层论证是航空武器装备论证的重要内容,是航空武器装备发展的顶层设计与型号发展的先期论证。开展航空武器装备顶层论证,是实现航空武器装备体系对抗的需要,也是航空武器装备由跟踪发展向自主创新跨越的需要。分析了航空武器装备顶层论证技术面临的挑战,回顾了航空武器装备顶层论证技术从产生到逐步完善的发展历程,剖析了航空武器装备顶层论证当前面临的技术难点与可能的应对策略,探讨了航空武器装备顶层论证技术当前及今后一个时期的研究重点与发展趋势。