来流总温对液态煤油旋转爆震影响的数值模拟

为了实现煤油/富氧空气旋转爆震燃烧室稳定工作并探索来流总温对流场及爆震燃烧特性的影响,设计了一种液态煤油/富氧空气旋转爆震燃烧室结构,采用欧拉⁃拉格朗日算法开展了旋转爆震燃烧室的冷热态数值模拟。结果表明,随着来流总温的提升,在温度及停留时间的共同作用下,燃油雾化掺混效果并非是来流总温越高越好,而是在1150 K下最优,燃油蒸发率达99.2%,掺混均匀度为50.3%。来流总温超过650 K的条件下均可以实现稳定的旋转爆震工作模式。来流总温的变化对于爆震波的传播模态有着显著的影响,来流总温越大,越有利于液态煤油/富氧空气旋转爆震燃烧室内多波模态的形成。随着爆震波波头数目的增加,单个波头的压力、波速及爆震波高度随之下降,而整体爆震波的稳定性得到了明显的提升。

低温风洞中航空发动机进口支板的结冰行为

为了掌握航空发动机进口支板表面的冰层生长机理和结冰规律,本文采用循环式低温风洞模拟高空结冰环境,并对3种不同复合材料支板-支板A(复合材料+金属包边)、支板B(复合材料+涂层)和支板C(蜂窝复合材料+涂层+气膜孔及沟槽)进行结冰试验。结果表明,支板表面的结冰宏观过程可分解为液态水滴撞击支板表面而发生的吸附、流动、冻结过程,这个过程受到液态水含量、平均水滴直径、来流速度、温度、持续时间的影响。在一定温度和持续时间下,积冰种类会随来流速度的增大和平均水直径减小,逐渐由明冰向霜冰转变。结冰量和脱落周期随气量和来流速度的增大而减小,但气量达到一定程度后不会再影响积冰的脱落尺寸。综合比较,支板C在模拟的两种发动机典型状态慢车、中间推力下防冰效果最佳。试验结果为发动机进口支板防冰设计提供一定的参考,并为飞机防除冰甚至空气系统优化提供较为翔实的理论支持。

航空发动机高原起动性能改善措施

为了解决航空发动机高原起动超温和转速悬挂等问题,以某型航空发动机起动过程为研究对象,根据高原环境对发动机起动过程的影响进行理论分析,提出了优化高原起动措施,并进行了高原试验验证,摸索出各措施对起动过程的影响程度。结果表明:在发动机起动过程中采用飞机卸载的方式可使排气温度降低3%,起动机脱开转速提高3%;起动机功率提高约1%,点火转速及脱开转速提高约2%,起动时间缩短约8%。

大数据技术在航空发动机研发领域的应用探索

针对航空发动机研发领域内不同专业之间数据彼此孤立,相同专业的数据名称、符号、量纲不统一,无法应用大数据技术进行深层次分析的问题,通过对发动机数据进行系统有效的管理,建立了航空发动机大数据平台方案,从而挖掘数据间隐藏的规律,解决发动机复杂问题。通过系统梳理全寿命周期内发动机不同阶段、不同专业数据的现状及管理的不足,开展了航空发动机大数据平台建立的需求分析,并利用工程经验开展了数据种类分析,首次定义了航空发动机元数据的概念及组成,创新性地提出了一种多维度、多专业数据关联的命名方法,为后续科研院所及发动机承制厂商建立航空发动机大数据平台提供了数据间关联的支撑,摸索出大数据技术应用的途径,从航空发动机设计的专业角度提出了大数据平台实施方向,具有较好的工程应用价值。