核心机轴向力测量与应用研究

轴向力测量是确定核心机推力轴承载荷的有效手段。介绍了核心机轴向力两类测量方法,即由参数测试值间接估算和用轴向力测量装置直接测量;给出了间接估算法所需的测试参数和估算方法,以及进行弹性环测试所必需的改装;并分析了两种测量方法应用于某型核心机试验中的试验结果。研究结果表明,两种测量方法的测量结果趋势相同,均可以用来测量核心机轴向力。

大涵道比涡扇发动机高空台试验技术研究需求分析

分析了分开排气大涵道比涡扇发动机与小涵道比涡扇发动机,在结构、技术特点和对试验要求等方面的差异,并结合国内新建高空舱的设备特点和试验能力,提出了分开排气大涵道比涡扇发动机在该高空舱内试验前需开展的技术研究工作,明确了该大涵道比涡扇发动机开展首次高空台试验前应解决的技术问题。本研究对其他新型发动机高空台试验技术研究需求分析也具有重要的借鉴意义。

发动机试验稳态性能分析和评定方法

本文先简单介绍了发动机稳态性能的确定方法,然后讨论了节流特性和高度-速度特性变化的影响因素,并给出了这些特性的分析和评定方法,最后用这些方法分析了某型发动机的地面节流特性和高度-速度特性验证试验的试验结果。研究结果表明,本文所述的方法不仅可以提供比较准确的评定结果,而且有助于分析差异产生的原因。

高度对航空发动机地面试验性能的影响

本文简要分析了海拔高度对航空发动机地面试验性能的影响和研究该影响的两种方法的优缺点。在此基础上提出了利用高空台压力调控的独特优势，通过不同进口压力对发动机定冲压比性能影响研究来确定其影响的研究方案。某型发动机的试验结果表明，在发动机冲压比1．6、风扇换算转速94．5％～96．5％条件下，进口总压在70～90kPa之间得到的发动机换算性能基本一致。这表明环境压力在70kPa以上（海拔高度3km以下）时，对研究的发动机而言已经工作在雷诺数自模区，即环境压力的变化对试验换算性能的影响可以忽略。从而，可以利用海拔高度3km以下的地面试验来确定研究发动机在标准大气海平面静止空气条件下的性能。

可压缩非平行流边界层稳定性研究

采用线性稳定性理论和多重尺度方法 ,研究三维可压缩的非平行流边界层稳定性问题。分析了可解条件的特征 ,导出精确计算所需的伴随问题方程渐近外边界条件的矩阵表达式 ,给出有控制的重正化方法 ,以有效地克服刚性方程在积分求解中的困难。探讨与非平行性作用相关的方程和影响因素 ,特别是新的特征函数畸变对扰动增加率的作用。通过算例 ,清楚地显示了流动的非平行性对边界层稳定性的影响。

改善高空台试验中发动机性能参数不确定度的方法探讨

介绍了发动机高空模拟试验中发动机性能参数不确定度控制与改善的需要和需求背景,分析了空气流量等发动机性能参数不确定度的影响因素,重点探讨了进气压力、高空舱压力等主要因素对发动机性能参数不确定度的影响及其确定方法,并在此基础上提出了基于已有测试系统改善其参数测量不确定度的实用方法。

某型发动机起动试验点火特性分析

发动机点火特性是其在极限高度与极限边界成功起动的重要影响因素。本文利用某型涡扇发动机高空模拟试车台的试验结果,选取其中3次左边界起动试验的数据,着重对该发动机的风车起动点火特性进行了分析。

高空高速液体燃料亚燃冲压发动机动力特性研究

本文介绍了一种液体燃料亚燃冲压发动机的变比热性能计算方法,并对某型亚燃冲压发动机进行了性能计算,分析讨论了设计参数对发动机性能的影响。本文计算方法可用于液体燃料亚燃冲压发动机总体方案设计阶段的参数选择和性能分析。

二元亚燃冲压发动机高空模拟扩压器气动设计

根据某型二元亚燃冲压发动机连管试验对高空舱内环境压力的要求,考虑高空台现有的抽气能力,充分利用冲压发动机排出燃气的能量,以提高模拟高度、节约能源、扩大高空台工作范围为目的,使用商业数值计算软件设计了一种高空模拟扩压器,并确定了最优的扩压器结构形式、结构参数和引射间距。

对带外涵的某型核心机空气流量确定的数值分析与试验研究

本文针对某型核心机地面台和高空台试验中空气流量测量不一致的问题,对核心机进口流场进行了数值计算与分析。结果表明,距核心机内涵进口导流盆前缘1.20D～1.45D范围内的截面静压分布较为均匀。该核心机地面台和高空台试验中空气流量测量结果的差异,主要是由空气流量测量截面静压沿径向分布不均匀引起的。调整该测量截面后的数值分析与试验结果一致,而且消除了地面台和高空台试验中空气流量测量结果的差异现象。

高空台圆转矩形空气流量管的气动设计

根据某型二元冲压发动机高空台连管试验要求,设计了一种圆转矩形空气流量管,并运用数值方法优化了流量管设计型面,确定了流量管流量测量位置,保证了圆转矩形流量管的流场品质和流量管流量测量的准确性。整个设计过程都是在CAD商用软件中进行并与数值仿真技术和数控加工技术相结合,实现了此类流量管的参数化设计,其设计方法具有通用性。

边界层横流驻定扰动稳定性问题

采用直接对稳定性方程进行数值积分的方法，计算和研究三维可压（可带边界层控制）边界层横流驻定扰动（ｓｔａｔｉｏｎａｒｙｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）稳定性问题。导出积分初始边界处用于数值计算的矩阵表达式。通过改进的正则正交化并与误差判断相结合的方法，有效地控制正交化进程，克服了稳定性方程是刚性方程在积分求解中的困难。算例分析研究了跨音速后掠翼前部横流驻定扰动稳定性变化的关键因子和主要影响因素。

航空直流起动发电机输出轴断裂故障分析

简述了某航空直流起动发电机输出轴在设计上为保护发动机安全而采取的措施,分析了引起直流起动发电机输出轴薄弱环节断裂的因素,确定了某小型发动机用起动发电机输出轴断裂的原因。根据该故障原因,制定了解决方案,并付诸试验验证。验证结果表明:排查分析得到的导致电机轴薄弱环节断裂的原因正确,制订的解决措施合理,效果令人满意。

某型航空发动机油气分离器内两相流动数值模拟

本文利用离散相模型(DPM)和雷诺应力模型(RSM)对某型航空发动机油气分离器进行了数值模拟,得到了流动速度场和油滴运动轨迹。通过对模拟结果的分析,揭示了油气分离的机理,并计算出了分离效率,这对航空发动机油气分离器的优化设计具有重要参考价值。

堵塞条件下发动机高空试验推力差异分析

堵塞技术是降低发动机高空模拟试验成本和解决设备抽气能力不足的可行手段。在不同喷管排气环境压力条件下,某型带拉瓦尔喷管涡扇发动机完成了四组堵塞对推力影响的试验,发动机总推力试验值最大差异为6.2%。为揭示试验推力差异产生的原因,提高堵塞条件下发动机高空试验推力评估的准确性,开展了相关的理论分析和一维仿真计算,提出了主要影响量估算方法。结果表明:推力差异主要与发动机转速、结果修正方法和喷管扩张段流场特性有关;按文中提出的主要影响量估算方法计算了这些因素对推力的影响量,扣除影响量后总推力的最大差异降至0.8%;相同转速下,总推力相似换算值随喷管排气压力的升高呈增大趋势,最大差异达到3.3%。

基于模型的航空发动机湿度影响修正方法研究

深入分析了进气湿度对发动机性能影响机理,分别研究了进气湿度对气体热力学性质和部件特性相似规律的影响。基于叶轮机进出口截面换算流量湿度修正系数与临界状态换算流量湿度修正系数近似相等的原理,改进了部件特性湿度修正方法。利用所研究的湿度修正方法对原有部件级非线性模型进行改进,获得含有进气湿度修正功能的发动机仿真模型。利用国内外文献中提供的数据对模型进行验证,仿真结论表明模型具备较高的湿度修正精度。

航空发动机试验性能分析通用平台架构设计与实现

针对航空发动机高空台和地面台试验性能数据分析需求,借鉴国外相关试验数据验证与分析软件发展经验,以面向服务的插件框架技术为基础,提出一种航空发动机试验性能分析通用平台设计方案并进行了技术验证。该平台通过对数据服务、组态视图、性能处理和状态监视等功能进行系统集成,可进行实时在线的性能数据分析。经高空台和地面台试运行表明,该平台保持了分析工作的一致性,提高了试验效率,能及时为试验决策提供有效信息。

涡轴发动机高空台模拟偏差影响的性能修正方法

针对涡轴发动机高空台试验因模拟偏差带来的性能差异问题,通过某涡轴发动机数值仿真计算和试验研究,提出了用相似换算和小偏差分析相结合的试验性能修正方法.研究结果表明:发动机输出功率和耗油率的差异从只采用相似换算时的3.0%左右下降到1.0%左右,模拟偏差对性能的影响采用此修正方法是合理可行的.

涡扇发动机高空台惯性起动的试验

某型大流量涡扇发动机在高空台完成了飞行高度为5,8,10km的惯性起动.高空台试验结果表明:惯性起动过程中模拟的进气和排气压力存在着较明显的波动,偏离真实工况;利用不同的计算方法分析惯性起动数据,得到的飞行表速相差25～70km/h.以试验分析结果为基础,推荐了一种高空台惯性起动试验性能的评估方法,即成功起动以推杆时刻为起点3s内的平均值作为试验模拟飞行状态,起动失败以转速反转为起点到转速再次下降之间的平均值作为试验模拟飞行状态.