一种大尺寸整体式惯性粒子分离器的设计优化与分析

直升机可以不受地形、地物限制,在任意场地起降、悬停。但是由于旋翼下洗流的影响,直升机在起降阶段往往会卷起大量沙尘,吸入的沙尘会对动力系统(涡轴发动机)的工作效率和使用可靠性带来很大的危害:吸入的沙尘会加快发动机叶片的磨损;堵塞发动机内微小的冷却气通道;沉积在涡轮叶片上破坏其稳定工作。因此必须采用防护装置对沙尘进行阻挡。应用在涡轴发动机上的沙尘防护措装置常见的有阻拦式粒子分离器、多管式惯性粒子分离器和整体式粒子分离器。阻拦式粒子分离器体积和重量比较大,需要经常对过滤器进行清洗,否则其总压损失会增大;多管式粒子分离器重量大,迎风面积大,难以进行防冰设计,需要额外的功率扫气排沙;而整体式粒子分离器结构简单一体性好,重量轻,分离效率高,流动损失小,现在已经成为主流的分砂装置。

一种小型发动机进气畸变模拟装置的设计仿真分析

为满足某小型发动机地面进气畸变测试要求,设计了一种在一定范围内畸变值能够连续可调的总压畸变模拟装置,并利用计算流体力学(CFD)技术对其进行了不同设计方案和设计参数的流场模拟,通过数值模拟确定了扇形板、整流格栅的几何结构参数与测量截面位置。进行了模型的地面抽吸实验,校验了测量截面上的总压畸变图谱与畸变指数。结果表明,实验结果与仿真结果一致性好,实现了不停机情况下总压畸变值连续可变且总压畸变值变化范围较广的目标,产生的流场和畸变参数满足某型发动机试验的要求。

一种桨扇的气动设计和数值仿真研究

在NASA的SR-3桨扇构型基础上,生成了一种8叶桨扇模型。通过准定常数值仿真,得到了不同工况下该桨扇的总体气动性能变化规律及其流场特征,并研究了设计工况下,桨扇叶片数对桨扇总体性能及叶片气动性能的影响。结果表明:该桨扇模型具有较高的推进效率,可为进一步的工程应用提供参考。

进气角度对涡桨发动机进气畸变的影响

通过试验研究了进气角度对涡桨发动机进气畸变的影响,并对比了基准状态与侧风条件下的进气畸变。结果表明:进气角度从0增加至90°,稳态周向畸变指数和综合畸变指数逐渐降低,紊流度先增大、后减小;侧风使得进气道出口压力沿周向分布越来越均匀,因此稳态周向畸变指数随进气角度的增大而降低;与基准状态相比,侧风减弱了进气道出口处的周向压力畸变和综合畸变指数、增大了进气道出口处的紊流度。研究可为探究涡桨发动机在侧风条件下的工作性能提供一定的指导。

五孔探针校准曲线角度系数处理的分段线性插值法

使用非对向测量法应用五孔探针时,根据角度校准系数及校准曲线得到来流角度。本研究使用分段线性插值法计算得到气流角度,按照距离寻优、块寻优、插值计算等3个步骤进行角度系数处理。该方法截断误差较小,以某型探针为例,当进行校准工作时,若角度间隔为5°,误差最大为0.056°。校准数据点越多,误差越小,理论上在校准数据点上的计算误差为0。该方法在探针校准曲线变形时,可得到较好的数据处理结果。

基于热管技术的飞机电作动机构散热特性

针对飞机电作动机构在工作过程中发热严重的情况,开展了相关散热技术研究。利用试验数据拟合出电作动机构产热量的经验关系式,提出基于热管-燃油系统的飞机电作动机构冷却方法,建立描述电作动机构散热系统流动与传热过程的数值模型,并验证了其可靠性。通过数值模拟研究不同因素对散热系统散热性能的影响规律,结果表明:数值模拟与试验误差在14.6%以内;与自然对流散热相比,热管-燃油散热方式可使电作动器温升降低12.61%,对于驱动器,风扇冷却效果优于热管-燃油散热方式;当热管等效导热系数达到7000 W/(m·K),电作动机构已达到较好的散热状态,继续增大热管等效导热系数对提高散热系统散热性能效果不明显。研究可为电作动机构高效散热系统的设计提供参考。