民用飞机冲压涡轮机的动刚度分析

为了减缓冲压涡轮机(RAT)运行时的振动问题,从支持动刚度的角度认识其振动原理,并建立解决该问题的方法。首先介绍了动刚度的概念和基本理论,并介绍了动刚度分析的一般方法和步骤,然后基于有限元模型,计算了RAT支持结构的模态,并基于模态频率响应分析法利用Hyper Mesh/Opti Struct软件实现了RAT支持结构关键点的动刚度曲线的绘制,最后对模态计算结果和动刚度曲线进行了分析,总结了RAT动刚度分析的一般方法。

吊舱发电用涵道式冲压涡轮优化设计

冲压涡轮作为吊舱发电系统的动力部件,其性能直接影响整个系统的工作性能。采用11参数法对冲压涡轮二维叶型进行造型,并利用后缘积叠进行三维成型生成冲压涡轮。应用Fluent对其进行数值计算,在保证涡轮质量流量及输出功率不降低的情况下,以涡轮损失系数为目标函数,基于试验设计和Kriging模型对冲压涡轮叶片数及转子几何外形进行气动优化。研究结果表明:基于试验设计和Kriging模型的优化策略能以较少的试验次数获得良好的优化结果,优化后,整级涡轮绝热效率增加1.02%,涡轮输出功率增加1.8%。

A320飞机冲压涡轮地面间歇性无法收上故障分析与内锁信号逻辑研究

本文致力于探究空客A320飞机冲压涡轮地面间歇性无法收上的故障原因。通过深入研究冲压涡轮地面收上系统的工作原理,运用数学建模的方法对冲压涡轮内锁信号的产生逻辑进行了详细分析,并量化了不正常收上过程中靶标位置的变化。本文为维修人员提供了快速判断故障的方法,有助于理解故障原因,并提高故障处理效率和准确性。

基于AMESim的液压模式冲压空气涡轮系统仿真研究

冲压空气涡轮系统(Ram Air Turbine, RAT)是飞机应急能源系统,紧急情况下为飞机提供应急能源,用于飞机的操控。在分析涡轮调速机构原理基础上,建立了涡轮部件调速机构的动力学方程,并在AMESim中建立了涡轮部件仿真模型。分析了RAT液压泵的原理,结合柱塞液压泵调压、卸荷原理,建立了RAT液压泵的动力学方程,并在AMESim中建立RAT液压泵仿真模型。在涡轮部件和RAT液压泵模块基础上,建立液压模式RAT系统仿真模型,分析了液压模式RAT的性能,为液压模式RAT的设计和分析提供了一种方法。

冲压空气涡轮气动设计及其规律研究

冲压空气涡轮是飞机的应急动力装置。依据叶素动量理论对冲压空气涡轮叶片进行气动设计,对设计的冲压空气涡轮进行计算流体力学仿真,研究了来流速度、安装角与冲压空气涡轮输出功率的关系,不同偏航角对冲压空气涡轮性能的影响及评估方法,绘制冲压空气涡轮输出功率随来流速度、安装角的变化曲线。研究发现,偏航角小于15°时,冲压空气涡轮的性能下降满足cos 3γ评价法则,但随着偏航角的增大,这个法则不再适用。

液压模式冲压空气涡轮系统联合仿真研究

冲压空气涡轮系统(RAT)是飞机的应急能源设备,在相对气流的作用下为飞机提供应急能源。为研究液压模式RAT启动性能、动态调速新能及应急能源输出特性,分析液压模式RAT工作原理,分别在Motion和AMESim环境中建立液压模式RAT的动力学模型和液压仿真模型。通过构建两模型之间的接口文件,建立了液压模式RAT的联合仿真模型,实现了动力学与液压的联合仿真。仿真结果与理论分析一致,验证了联合仿真方法的可行性,为液压模式RAT的设计和仿真分析提供了一种方法。

冲压空气涡轮系统辅助功能分析及应用

冲压空气涡轮系统是飞机的应急能源设备,应急状态下可为飞机提供应急液压能/电能。冲压空气涡轮系统的辅助功能可有效配合其主功能,提高系统性能,增加冲压空气涡轮系统使用、维护过程的安全性等。针对国内多型冲压空气涡轮系统研制需求,总结了国内外冲压空气涡轮系统的主要辅助功能,并分析了辅助功能的典型实现方式,为冲压空气涡轮系统的需求分析、方案设计提供指导。

冲压空气涡轮叶片设计和气动性能数值模拟

冲压空气涡轮(RAT)是飞机应急能源系统的能量提取部件,涡轮叶片设计和气动性能研究是实现风能高效利用的关键。针对某型飞机应急能源系统的功率需求,依据叶素-动量理论设计RAT叶片,采用计算流体力学(CFD)方法以多重旋转坐标系(MRF)模型模拟可变桨距RAT全三维混合流场,研究涡轮输出功率和风能利用系数随来流速度和飞行高度变化特性,分析涡轮叶片上流体压力和流速分布特点。结果表明:RAT输出功率和风能利用系数随来流速度和桨距角而变化,飞行包线内不同飞行高度下RAT具有不同的动力性能;通过调整桨距角可以实现RAT的恒功率输出;整个流场流动状况比较理想,但仍有改进空间。

涡轮-冲压组合发动机模态过渡段性能模拟和概念探讨

The paper focuses on the turbo ramjet engine, which is a kind of airbreathing engine.It is expected to apply for hypersonic transport propulsion system. In the process fromturbo mode to ramjet mode, the turbo ramjet composed engine operates through the way ofcombined cycle. In this paper the combined cycle performance was simulated for two layouts.The results show that the laws are feasible.

冲压空气涡轮泵的温控节流孔计算方法

冲压空气涡轮(RAT)泵将涡轮输出的机械能转换为液压能用以操控飞机舵面,其快速起动是飞机安全的最后保证。长时间处于低温大气环境,液压油的高黏性阻碍了液压泵的快速起动,将飞机主液压系统的高压油液引入RAT泵是解决该问题的有效方法。本文以RAT泵为研究对象,探究RAT泵的最小温控节流孔计算方法。首先,阐述RAT泵待机状态下通过温控节流孔保温原理,提出温控节流孔的孔径计算方法;其次,建立RAT泵热力学模型,推导温控节流孔的孔径计算公式;然后,基于MATLAB平台搭建RAT泵温控系统热力学模型;最后,通过仿真计算,由仿真结果验证本文所提出的温控节流孔计算方法的正确性,且节能效果显著。

可调桨距冲压空气涡轮气动特性实验与数值分析

冲压空气涡轮风洞实验主要目的是采用相似准则,模拟空中加油工作状态,测量涡轮输出功率,分析涡轮气动特性。实验分别使用励磁发电机和加油泵作为测功器,通过调桨变距并测量最大输出功率。气动特性实验表明在风洞气流速度比加油机最小飞行速度低16%的条件下,冲压涡轮输出功率即可满足加油需要。论文还采用高数值稳定性代数Baldwin-Lomax湍流模型模拟冲压涡轮全三维混合型流场,分析流场主要气动特性,讨论桨叶表面载荷的分布。数值模拟结果显示在冲压空气涡轮桨叶近轮毂区域需要进一步优化。

涡轮冲压组合发动机模态转换多变量控制研究

为解决串联式涡轮冲压组合发动机在涡轮模态与冲压模态转换过程中的推力及流量连续控制问题,在基于EKF的在线发动机实时模型基础上,提出了基于推力控制的串联式涡轮冲压组合发动机控制规律。通过发动机内推力、总空气流量、风扇空气流量、风扇喘振裕度等多参数的闭环控制,实现涡轮冲压组合发动机的稳定模态转换。仿真分析表明,模态转换过程中推力稳态控制误差不超过2.1%,流量稳态控制误差不超过3%,模态转换过程中推力瞬态波动不超过9%,空气流量瞬态波动不超过7.6%。

并联式涡轮冲压组合发动机安装性能数值模拟

为了研究涡轮基组合循环发动机的安装性能,基于美国Georgia大学工程技术研究中心提出的HSF高速飞行器,选择并联式涡扇-冲压组合发动机方案作为研究对象。采用数值模拟方法,研究了并联式涡扇-冲压组合发动机的工作模式转换点的确定方法,以及模式转换过程中气动参数变化和几何调节规律,建立了适用于并联式涡轮基组合发动机的进排气系统安装损失计算模型及安装性能计算模型。研究表明,通过几何和发动机供油规律调节,可保证在推力连续的准则下完成工作模式转换,发动机的安装性能满足飞行器的要求。

可变桨距冲压空气涡轮混合型流场数值研究

冲压空气涡轮流场数值研究主要目的是模拟在实际高空加油工作状态下涡轮变桨距气动特性 .数值风洞实验采用代数Baldwin Lomax湍流模型 ,雷诺平均Navier Stokes方程 ,模拟可变桨距冲压空气涡轮全三维混合型流场 ,并分析其流场主要气动特性 ,探讨桨叶载荷分布原因 ,然后将数值模拟结果与风洞实验数据进行了比较 .改进桨叶近轮毂区域气动性能可进一步提高冲压涡轮载荷 .

亚音速涵道式冲压空气涡轮性能数值仿真

空中加油吊仓多采用"涵道式冲压空气涡轮"(Ducted Ram Air Turbine,以下简称DRAT)作为动力装置。空气涡轮性能的优劣直接影响DRAT的工作性能。为了对吊仓飞行高度以及飞行表速对空气涡轮性能影响进行研究,找到减少涡轮流动损失,提高系统的输出功率和效率的方法。采用NUMECA软件对涡轮流动进行叶轮机械数值仿真,对涡轮飞行包线内性能变化进行分析,得到了涡轮在飞行包线内的最小功率点和对应的最小功率,并通过对空气涡轮性能分析,建立一套关于空气涡轮性能的可行和实用的数值仿真方法。

基于流量连续准则的小型涡轮冲压组合发动机模态转换过程分析

文章基于某小型涡喷发动机,开展了小型涡轮冲压组合发动机性能计算与匹配性分析。给出了涡轮冲压组合发动机详细的性能计算流程、设计点参数确定准则和涡轮冲压组合发动机模态转换过程参数计算方法。根据涡喷发动机压气机进口、涡轮出口的总静压参数沿飞行轨迹的变化规律,确定了涡轮模态向冲压模态转换的合理区间。根据冲压发动机燃烧室进口参数和静压平衡等约束条件,确定了小型涡轮冲压组合发动机关键截面几何参数。分析了不同的流量调节阀开度对模态转换过程参数变化规律的影响。按照模态转换过程保持流量连续的准则,确定了模态转换过程流量调节阀开度随马赫数的变化规律。最后给出了沿飞行轨迹的涡轮冲压组合发动机推力、比冲和喷管喉道面积的变化。

冲压空气涡轮性能的局部改进升力线算法

将现代螺旋桨的改进升力线算法应用于冲压空气涡轮性能计算，结合冲压空气涡轮结构特性对叶片模化作了局部改进．对一个冲压空气涡轮模型作了计算，与实验结果和改进升力线法的对比表明，局部改进后的叶片环量和诱导速度分布合理，计算精度和宽度有明显改善，与实验符合较好．

涡轮冲压组合循环发动机引射过程数值模拟

为了研究气流参数和几何参数对TBCC发动机引射工作过程的影响,基于CFD技术,采用数值求解N-S方程的方法,开展了对TBCC发动机引射工作过程的数值模拟研究。基于TBCC发动机引射过程数值模拟结果的分析,可以发现:随着引射段主流(涡轮发动机排出气流)的进口气流角度增加,总压和马赫数的分布趋于均匀,但是总压损失逐渐增大,因此在TBCC发动机引射段结构设计时,不应使涡轮发动机的排气角度过大。存在一个最小的引射段长度Lm in,当引射段长度小于Lm in时,随着引射段长度的增加,总压损失显著增大;当引射段长度大于Lm in时,随着引射段长度的增加,总压损失基本不发生变化。

半刚性尾涡在冲压空气涡轮性能计算中的应用

与Ｇｏｌｄｓｔｅｉｎ假设一致的刚性尾涡是螺旋桨升力线（面）计算中的常用模型，适于轻负荷工况，但在较大负荷工况时则有一定的误差．与Ｔｈｅｏｄｏｒｓｅｎ假设一致的半刚性尾涡将Ｇｏｌｄｓｔｅｉｎ尾涡推广至较大负荷工况．对Ｔｈｅｏｄｏｒｓｅｎ尾涡模型应用于冲压空气涡轮升力线计算进行了探讨，对一个模型冲压空气涡轮作了计算，给出了涡距、诱导速度、环量及叶素风能利用系数，其分布趋势合理，风能利用系数与实验值符合的较好．

基于飞/发一体化的涡轮冲压组合发动机概念方案设计

建立了飞/发一体化约束分析与任务分析模型,形成了由飞行器指标参数到发动机推力需求的概念设计方法。基于某超声速飞行器的设计指标,开展了飞/发一体化分析,确定了满足任务约束的飞行器总重和发动机推力需求,初步确定了发动机的技术方案,并基于飞/发一体化分析方法,对飞行器的任务轨迹、组合发动机模态转换马赫数和超级燃烧室尺寸进行了优化,可为后续组合发动机总体方案设计提供明确牵引。