RP-3航空燃油中CO_2扩散系数实验分析

CO_2在航空燃油中的质量扩散规律对飞机油箱惰化系统的研究极其重要。搭建压力降法实验装置测量CO_2在RP-3航空燃油中的扩散系数,实验测试了-20、0、20、40和60℃恒温条件下的CO_2气相空间压力随时间变化关系。根据Fick定律建立了容器中二维扩散方程,并采用数值解法,设定扩散系数值,求解气体在航空燃油中的浓度分布,根据质量守恒和实际气体状态方程可得到CO_2气相空间压力,并与实验记录的气体压力进行比较。以扩散系数为自变量,推导了实验与理论计算误差函数,并采用Husain单一变量搜索法,使误差函数值最小,可得到扩散系数最优解。研究还显示CO_2在RP-3航空燃油中的扩散系数随温度升高而增大,满足Arrhenius方程。

数智化航空机电技术展望

通过回顾人工智能技术和数字孪生技术的发展历程、发展背景以及其在各领域的应用情况,深入分析了航空机电技术与人工智能和数字孪生的技术融合。在航空机电领域,人工智能与数字孪生的深度融合将推动航空机电设计、优化、制造与维护全生命周期创新发展。人工智能技术将为数字孪生提供切实有效的实施途径,以数据驱动的人工智能技术和智能制造技术等前沿技术将为航空机电技术发展提供重要支撑。

航空液压零件全三维工艺设计系统开发

针对航空液压零件二维工艺设计中存在的工艺数据表达不直观、工艺数据传递效率差等问题,研究了航空液压零件全三维工艺设计系统。通过分析航空液压零件研制的业务流程,构建了航空液压零件全三维工艺设计系统框架及工艺设计流程,并研究了三维工序模型构建、特征驱动的数控加工编程、基于三维工序模型的检测编程及三维工艺执行过程可视化等关键技术,在此基础上开发了航空液压零件全三维工艺设计系统,最后以某航空液压活塞零件为例,验证了系统的有效性和可行性。

低水油比航空煤油RP-3水蒸气重整制氢实验研究

本文以碳氢燃料航空煤油高效制氢为目的,进行了微通道常压重整实验,研究了反应温度和水油比等反应条件对RP-3蒸汽重整的影响,重点考察了产气率、气体产物分布等特征。实验结果表明,反应温度和水油比的增加均提高了重整反应的产气率,有利于H_(2)选择性的增加。随着反应进行,碳氢产物的选择性降低,其中烯烃成为主要碳氢产物,更高的水油比具有更低的烯烷比。含水量的提高增加了H_(2)收率,800℃时水油比3相较于1和2分别增大了152.3%和134.6%;同时降低了反应产生的积炭,较好的抑制高温结焦行为。在反应温度800℃、水油比为3:1时H_(2)选择性最高达到了57.83%,并达到了34.7%的氢气收率,在该重整条件下制氢效果最佳。

航空液压管路系统动力学特性研究

随着航空液压系统的高压、高功率化发展,液压管路的振动问题愈加不容忽视,降低液压管路的振动,对提高飞机航行过程中的安全性具有重要意义。本文将对泵源脉冲条件下航空液压管路的振动特性进行研究,建立流体压力和流速影响下液压管路振动特性的数学模型,利用有限元软件ANSYS对实际液压管路系统进行建模和流固耦合仿真,获得相应的振动响应。结果表明:液压管路在不同的流体流速和流体压力条件下,其固有频率存在一定的变化;当流体脉动频率与弯管系统的固有频率接近时,系统会发生共振,振动幅值大幅度增大.

航空机电零件数控加工快速编程技术研究与开发

针对目前航空机电零件数控加工编程过程中存在的对编程人员编程经验和知识依赖度较高、编程效率低下、编程质量参差不齐等问题,研究了航空零件数控加工快速编程技术及系统,运用加工模板定制技术实现了编程知识和流程的固化封装,并基于NX OPEN/API开发了模板快速重用界面,用户依据界面引导即可快速完成数控加工编程,从而提高了编程的效率和质量稳定性。

航空作动器的VL密封特性分析

为提高航空作动器的往复密封性能,对其新型密封结构进行特性分析.通过分析液压往复密封机理,指出接触压力分布对往复密封泄漏和摩擦的影响,并获得高性能密封的接触压力分布方法.对航空作动器新型密封VL密封结构进行仿真分析,获得4种流体压力下的接触压力分布,以此揭示流体压力建立过程中密封结构与接触压力分布的变化关系,并指出VL密封对高压流体的密封适应性,以及其结构对产生不同接触压力分布的特殊性规律.将VL密封与O形密封和斯特封进行性能对比,分别计算摩擦力与泄漏量,证明VL密封具有密封性能好、可靠性高的特点.

航空液压管接头综述

航空液压管接头是直接影响飞机安全和可靠性的重要元件。为全面了解各类航空液压管接头性能,介绍了永久式、可分离式和柱端式三大类航空液压管接头的基本特点;从结构、原理、使用范围、设计标准和供应商等方面对主要液压管接头进行了详细阐述;从耐压能力、拉脱强度、质量和安装等方面对比分析了三大类管接头中每种管接头的性能和优缺点;针对不同压力级别系统给出了航空液压管接头的选择推荐,展望了航空液压管接头未来的发展方向,指出了我国在该领域与国际先进水平的差距。

RP-3航空煤油不同替代模型的空化流动特性

为研究RP-3航空煤油空化流动特性,采用GERG-2004方程构建了4种RP-3航空煤油的物理替代模型并给出其主要物性参数,对收缩扩张流道内航空煤油替代模型、正十二烷(C12H26)和水体的空化流动进行了数值计算研究,计算时考虑了饱和蒸汽压修正及航空煤油物性参数随流场温度变化。结果表明:由45%正十二烷、25%正十烷、5%辛烷、5%甲基环己烷和20%甲苯(摩尔比)组成的替代模型能够较好拟合RP-3的物质属性,可用来替代RP-3进行空化流动计算。常温下航空煤油的初生空化数小于水体,相同空化数下(σ=1.5),水体的空穴长度约为航空煤油的1.4倍,航空煤油的空化强度更弱,液汽交界面较模糊。随着温度的升高,航空煤油空化热力学效应增强,但其在煤油泵工作温度区域内空化热力学效应不显著,在煤油泵空化性能预测时可以忽略煤油空化热力学效应的影响。

基于键图的机电作动系统的建模与仿真

多电/全电飞机的关键技术之一就是飞控系统中的机电作动系统设计。在Ghosh和Bhadra所建立的电机键合图模型基础上,根据机电作动系统的原理和结构,应用功率键合图理论对机电作动系统各部件进行了研究,在此基础上建立起了机电作动系统的统一扩展键合图模型,并利用现有键合图软件对系统进行了仿真和分析。仿真结果符合预期的设计要求,为机电作动系统的优化设计提供了依据。

基于FPGA的飞机机电系统通用接口单元的研究

针对机载机电系统远程数据采集与控制的接口问题,设计了一种基于FPGA的机电系统通用接口单元。采用"FPGA+微处理器+开关矩阵"的硬件架构,利用FPGA并行的硬件模块以及可重构性,实现了机载子系统的功能分配以及故障诊断与重构;利用开关矩阵对任意通道的桥接功能,实现了机载信号到调理电路的灵活切换。研究了通用接口的设计思想、体系结构,重点讨论了模块化设计、FPGA重构、开关矩阵配置等关键技术。实验结果表明,该通用接口单元速度快、可靠性好、配置灵活,具有一定的通用性和扩展性。

RP-3航空燃油非定常空化流动特性研究

采用GERG-2004方程构建了4种RP-3航空燃油的物理替代模型,并给出其主要物性参数,基于雷诺时均方法(RANS)对室温下(298K)航空燃油绕Clark-Y型水翼非定常空化流动进行了数值计算研究,并与同温度下水体空化进行了比较。研究结果表明,由45%正十二烷,25%正十烷,5%辛烷,5%甲基环己烷和20%甲苯(摩尔比)组成的替代模型能够较好拟合RP-3的物质属性,可用来替代RP-3进行空化流动计算。在相同雷诺数下,RP-3较水体更容易发生空化,其初生空化数为2.5。两种流体介质空化的非定常特征基本相同,RP-3空化更为显著,空穴内部含汽量更高,在云状空化阶段(Re=7×105,σ∞=0.8),空化流动非定常准周期变化频率对应的斯特劳哈尔数St小于水体。

航空腐蚀环境多参量集成监测技术研究

针对典型腐蚀环境参数监测需求,提出了基于单片机MSP430的航空腐蚀环境多参量集成监测技术。探索了基于交叉指状电极的湿润时间传感器机理及特性,设计了基于电化学原理的微液膜氯离子浓度传感器封装结构及调制电路。最终构建了具有多参量实时采集、数据存储与通信等功能的航空结构腐蚀环境多参量集成监测系统。实验表明:能够实时获取温度、湿度、湿润时间以及氯离子浓度等多种环境信息,为后续航空结构腐蚀状态监测与评估提供依据。

某型航空液压柱塞泵压力脉动优化设计

为解决飞机液压能源系统中液压柱塞泵压力脉动带来的危害,保证航空液压系统的工作稳定性,防止管路系统的损坏,以某型航空液压柱塞泵为研究对象,提出了基于配流盘包角和缓冲瓶容积的柱塞泵压力脉动优化设计方法,探究了柱塞泵压力脉动产生机理与配流盘包角设计原理。基于AMESim软件进行了柱塞泵压力脉动仿真分析,并通过试验进行了验证。结果表明:2号配流盘和240 mL缓冲瓶组合的压力脉动优化效果最佳。

基于变频调速技术的航空变量泵研究

针对在飞机交流电源体制下,传统交流燃油泵不能实现系统顺序供输油需求的问题,介绍了一种采用交流变频调速技术的航空变量泵的原理及设计过程。采用CFD流体仿真软件对变量泵进行了建模与仿真分析。得到了理想的仿真性能曲线,并在实际中对仿真结果进行了工程验证。验证结果表明,该变量泵的性能达到了预期的设计目标,采用变频调速技术的交流变量泵设计是可行的。

高速航空燃油泵水力设计及两相流场数值模拟

为了满足下一代飞机发动机燃料供给的需求,根据供油系统的性能指标,确定燃油泵结构型式,基于速度系数法计算燃油泵的主要结构参数,完成高速燃油泵水力设计,建立其三维模型并进行网格划分。借助ANSYS-CFX仿真软件,基于RNG k-ε湍流模型及Zwart空化模型,实现燃油泵非空化及空化状态下的内流场数值模拟,分析其外特性变化趋势及压力、速度分布规律并预测其空化性能。结果表明:高速燃油泵扬程、效率、功率随流量的变化符合离心泵性能变化规律,且在设计点附近达到最高效率82.76%;有效汽蚀余量较大时,燃油泵扬程基本不发生变化,当有效汽蚀余量减小到一定值,扬程开始缓慢下降而后急剧减小,扬程下降3%对应的临界汽蚀余量为12.7m。

多电飞机电动环境控制系统关键技术研究

本文介绍了民用飞机经济性、环保性等技术发展需求,指出了机载机电系统的多电化发展方向,分析了电动环境控制系统的技术优势及国内外发展现状,阐述了座舱增压、空调制冷、蒸发循环制冷、辅助液体冷却等电动环境控制关键技术,为国内宽体客机环境控制系统方案论证、研制提供技术支撑。

EMD-AR和GRNN算法下的航空液压泵多模态故障诊断分析

针对新一代飞机高综合化、高复杂度和高耦合性导致的传统推理故障诊断策略难以满足现代维修保障需求的问题,开展基于广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network,GRNN)的飞机液压泵智能化故障诊断研究。构建经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)与自回归(Autoregressive,AR)相融合的深度特征提取方法,提升原始信号的隐层故障特征筛选能力;再将增强后的隐层特征与GRNN相结合进行神经网络训练,提升智能诊断模型的识别精度。实验结果表明,EMD-AR-GRNN智能诊断模型能快速、准确地诊断出液压泵各故障模态,对保障设备的安全运行,提升系统可靠性具有重要的意义。

多电飞机电动环境控制系统设计研究综述

随着飞机设计朝着多电化发展,多电飞机中电动环境控制系统的研制受到了广泛关注。本文介绍了B787飞机电动环控系统运行原理,综述了目前电动环控系统的架构设计与权衡、关键部件设计的研究现状,指出采用电动环控系统设计会导致飞机设计更趋复杂,因此需要集成化的工具支持电动环控系统的架构设计,并发展可替代CFD计算的代理模型技术来缩短关键部件的设计周期,为我国电动环境控制系统的研究和发展提供参考。

航空类壳体工艺规划策略

为满足机载设备在飞机上有限空间位置的安装,航空类壳体结构一般都非常紧凑,且形状复杂。除少数直接采用棒料或板料加工外,多数壳体件均采用铸造毛坯,部分强度要求高的则采用自由锻件或模锻件。本文概述了航空类壳体的工艺特点,工艺加工应遵循的一般原则,以及保证加工精度应遵循的一般原则,并列举了以毛坯为棒料的某型航空类壳体的工艺规划流程,概述了该型航空类壳体部分工序的加工工艺策略。