变几何涡扇发动机几何调节对性能的影响

本文以高推重比涡扇发动机为研究对象，利用所建立的以变几何部件特性为基础的变几何加力涡扇发动机性能模型，详细计算和分析了风扇和高压压气机静子叶片角度、高压和低压涡轮导向器喉道面积４个几何参数的调节对发动机性能的影响。结果表明，在本文计算条件下调节风扇静子叶片角度对发动机性能有显著影响，调节其它３个参数对性能影响不大，但可在控制主要部件在其高效率工作点方面发挥作用。

高推重比涡扇发动机性能寻优分析研究

本文在变几何涡扇发动机推进系统性能模型基础上，采用综合优化方法，分别以安装推力最大、安装耗油率最低和涡轮前温度最低为推进系统性能寻优的目标，针对某高推重比加力涡扇发动机进行了稳态安装性能最优化计算。分析结果表明，对于包含多个可调节几何参数的军用加力涡扇发动机而言，在基准调节规律的基础上对发动机进行性能寻优控制，可以明显改善推进系统的性能，从而大幅度提高飞机的综合作战能力。

模型辨识法诊断发动机故障的分析

利用模型辨识法 ,以双轴分排涡扇发动机为例 ,研究当监视参数较少时 ,发动机故障诊断的可行性及效果 .模型辨识法基于发动机性能仿真模型 ,在辨识的过程中利用了发动机平衡技术 ,考虑了模型的非线性 .故障诊断过程中详细讨论了典型工作状态的选择对诊断结果的影响 .研究表明 ,模型辨识法能够准确定量诊断发动机故障 ,并得到状态选择的原则 .

涡扇发动机地面起动过程性能模拟

用积分方法建立了混合排气加力涡扇发动机起动过程模拟模型并用该模型进行了仿真计算,模型基于气动热力学方程、各部件特性以及经验关系式,根据给出的发动机起动过程初始条件、燃烧室供油规律等进行计算.为说明所建立的起动性能模型的模拟效果,将程序计算结果与试验结果进行了比较,结果表明该起动仿真模型能较准确地模拟混排加力涡扇发动机的地面起动过程.还分析了计算过程中对起动过程有比较大影响的因素,包括计算时间步长,起动机脱开转速,燃烧室总压恢复系数的经验系数,大气温度、压力以及海拔高度等.了解这些因素对起动过程及模拟结果的影响,便于通过修正的途径将该计算方法用于发动机地面起动性能的准确模拟.

基于台架的涡扇发动机优化调整分析

提出了一种新的发动机优化调整方法 .这一方法以多自由度多目标优化理论为基础 ,利用发动机性能仿真模型和故障诊断模型 ,在对故障发动机进行故障诊断的基础上 ,通过调整发动机可调部件以使发动机的性能达到设计要求 .利用这一方法建立的发动机调整模型被用于某型处于生产试验阶段的涡扇发动机的实际试车调整中 ,实践表明 。

燃气轮机过渡过程中叶尖间隙估算及间隙变化对加速过程的影响

给出了一种估算燃气轮机加、减速过程中叶尖间隙及效率随时间变化的简化方法。算例结果与国外文献的对比表明该方法是可行的且有一定的准确度。

热交换对喷气发动机过渡过程影响分析

给出一种用于估算气流与零部件间热交换对过渡过程影响的方法。利用该方法计算了某双轴涡扇发动机在加速过程中各主要零部件与气流间的热交换随加速时间的变化，各部件热交换对推力响应的影响；计算和分析了该发动机在相同供油规律下“冷”和“热”两种加速过程，估算了典型部件换热面积和质量对加速性的影响。计算结果的分析表明：高温部件与气流的热交换对喷气发动机的过渡过程有不容忽视的影响；相同供油规律下由于热交换使“冷”和“热”加速过程的差异十分显著，“冷”加速过程允许采用补偿供油改善加速性；零部件换热面积和质量的估算精度对加速性有一定的影响，但不显著。

涡扇发动机可变几何参数调节对性能影响的分析

对于混合排气加力涡扇发动机可变几何参数调节对其性能的影响进行了分析研究，结果表明在超声速飞行条件下调节几何参数对于改善性能有显著效果。

高推重比航空发动机调节规律分析

针对先进高推重比涡扇发动机采用的调节规律进行了研究。通过对采用不同调节规律下的混合加力涡扇发动机非安装性能进行对比，分析了高推重比发动机采用的调节规律的优越性。

自适应循环发动机不同工作模式稳态特性研究

针对自适应循环发动机(ACE)的一种布局形式,利用所建立的部件级性能仿真模型,对其多种工作模式下典型工作点的匹配机理及工作特性进行仿真和分析。研究结果表明,节流比TR选择对地面起飞推重比和高空高速性能均产生较大影响;可变Flade风扇的出现使得发动机从不加力向加力模式转变时可采用固定的喷口喉道面积;通过多个可调几何的协同调节,ACE发动机循环模式的选择具有更多的灵活性,总涵道比的变化幅度更大(0.28～1.43,地面起飞工作点);相同的推力水平下,与单涵模式相比,三涵模式的单位耗油率在亚声巡航工作点(H=11km,Ma=0.8)大约降低9.1%,在超声巡航工作点(H=11km,Ma=1.5)大约降低2.3%。

涡轮/冲压组合发动机性能分析工具(英文)

着眼于建立一套性能分析工具,可用于高超声速飞行器串联式涡轮/冲压组合动力装置总体方案的性能评估及设计约束条件分析。为了满足飞行器从起飞到飞行马赫数5宽广飞行包线内对动力装置性能的苛刻要求,所研究的组合发动机通过调整五个可调机构再加涡扇冲压燃油调节来实现变循环概念。该工具采用一维气动热力分析技术,使用了经试验验证的各部件特性,同时考虑了气体的变比热性质。通过采用面向对象的程序设计方法,该工具提供了一个性能仿真平台,可供涡扇工作模式,冲压工作模式,涡扇/冲压模式转换过程的热力循环分析,非设计点性能分析,控制规律研究等。借助于该工具,涡扇模式及冲压模式的热力循环分析结果表明,回流裕度是涡扇模式循环参数选择中需要重点考虑的因素;高的冲压燃烧室出口温度有利于提高冲压发动机的循环性能。

以已有核心机为基础进行发动机系列发展的初步研究

在已有的核心机基础上可发展出一系列发动机。部件匹配的约束条件将限制设计循环参数的选择。为了进行定量分析,建立了一个性能仿真模型。以发展大涵道比涡扇发动机为例,说明了约束条件对设计循环参数的限制。初步分析给出了循环参数和总体性能间的关系。

高超声速串联式组合动力装置方案

为保证高超声速运输机在宽广的飞行包线内（Ma=0—5，H=0—30km）稳定可靠工作，对涡轮／冲压组合动力装置串联方案展开研究．首先建立了经试验数据校核的适于高超声速飞行的组合动力装置部件级变循环详细非线性性能计算模型；在此基础上，利用发动机设计点热力循环分析和非设计点性能分析方法对串联方案的综合特性进行评估，最终给出一种经过优化的串联布局涡扇／冲压组合动力装置总体性能设计方案．研究结果表明，优化方案可有效地缩小组合发动机的结构尺寸与重量，有利于进气道，喷管的调节以及冲压燃烧室燃烧的组织．通过综合调整发动机5个可调几何部位以及涡轮发动机燃油流量和冲压燃烧室燃油流量，可以实现涡扇／冲压模式的平稳转换．

推重比15一级发动机有关总体性能的关键技术和难点分析

本文从发动机总体性能方面分析了推重比 1 5一级发动机设计研制的关键技术及难点。文章首先根据典型飞行任务 ,对推重比 1 5一级加力涡扇发动机的最有利循环参数进行了一体化分析。矢量喷管是先进战斗机的特征 ,本文讨论了实现推力矢量存在的技术难点。降低发动机研制成本和缩短研制周期是发展先进发动机的重要要求。发动机数值仿真技术是解决这些要求的重要途径之一 ,应给予足够重视。发动机状态监视和故障诊断技术可提高发动机工作可靠性并降低直接使用费 ,本文对故障诊断技术的发展和关键技术作了分析。最后对新型发动机的发展 。

机动飞机／发动机设计参数的一体化选择

发展了一种机动飞机／发动机设计参数的一体化选择方法和软件。根据机动飞机的飞行任务要求，确定设计目标和约束，其中包括飞机性能约束和发动机部件设计约束，并以此对飞机的主要设计参数和发动机循环参数进行一体化优选。该软件由飞机几何、飞机质量、飞机气动性能、发动机非安装和安装性能、发动机质量和外廓尺寸、飞机性能、优化等模块组成。此软件已应用于已有机动飞机／发动机的改型方案论证和未来高机动飞机／发动机方案的分析研究，本文给出部分计算实例。使用此软件的经验表明，计算结果合理，计算精度和所需时间适合于飞机／发动机系统方案论证和初步设计。

低Re对某小型涡扇发动机性能影响

低雷诺数问题是影响高空长航时无人驾驶飞机的动力装置性能的关键因素之一 .定量分析了低雷诺数效应对某小型大涵道比涡扇发动机性能的影响 .当雷诺数减小到一定程度后 ,各部件的性能将发生改变 .在发动机整机环境下 ,增压级和低压涡轮的进口叶弦雷诺数相对更低 ,受飞行高度和速度的影响也更大 .在发动机共同工作条件的作用下 ,各部件的匹配关系将发生变化 ,除部件效率的降低以外 ,部件流通能力的衰减也引起发动机性能的降低 .涡轮前温度的限制将使发动机转子转速下降 ,低雷诺数效应加剧 ,从而导致发动机性能的进一步降低 ,推力迅速减小 。

航空发动机一维数值仿真

分析了航空发动机一维气动热力数值仿真模型,此模型能够用于航空发动机整机数值仿真.进行了整机性能数值仿真,求解过程考虑了粘性效应以及气体流动损失对于整机性能的影响;采用了具有TVD性质的高阶精度Godunov格式,此格式具有良好的数值稳定性和激波捕捉能力;应用了时间推进法,交替使用显/隐格式.计算了某型带加力的混排涡扇发动机的速度特性以及节流特性并且与设计数据进行了比较分析,数值仿真结果与设计数据比较吻合.分析了典型工作点的计算过程,模型收敛速度较快.

某涡喷发动机数值建模与改型设计

基于面向对象的部件级航空发动机性能计算模块,构建了某无人机用小型涡轮喷气式发动机的稳态性能计算模型,并根据该发动机原始性能实验数据,对构建的计算模型进行了可信度校核.在模型校核的基础上,为提高该发动机在不同任务载荷下的功能适用性,利用部件匹配技术对该涡轮喷气式发动机提出了可行性改型设计方案.计算结果表明,在维持该涡喷发动机离心压气机工作线不变,同时保证热强度和结构强度可靠性的条件下,改进组合压气机中的轴流级压气机,可以使该发动机推力有较大提高,耗油率得到有效降低.

航空发动机整机试验性能故障诊断系统设计

以航空发动机整机试验数据为研究对象,建立了1套气路性能故障诊断系统。该系统可对在研制和生产过程中的试验结果进行气路性能故障诊断分析;在分析发动机台架试车特点的基础上,阐述了该系统的设计功能和总体流程逻辑,并介绍了一些功能模块的流程设计;最后就系统的发展进行了讨论。经过带噪声的数值试验和真实试验数据验证,所建立的故障诊断系统诊断有效。

间冷循环热力学特征及参数化分析研究

间冷循环技术是大幅提升燃气轮机性能的有效手段。采用图解法分析了间冷热力循环的技术特征,并运用数学推导论证了间冷循环技术可以提高燃气轮机输出功率和热效率的本质。通过搭建数学模型,编制了计算程序,进行了燃气轮机简单循环与间冷循环参数化计算分析,重点进行了总体方案设计中压比分配原则的研究,并结合实际工程案例的参数分析予以佐证。结果表明:在低压和高压压比为0.3左右时,间冷燃气轮机的综合性能最佳。