军用舰船动力装置技术应用现状及未来趋势展望

以动力装置对军用舰船的影响作为切入点,概要介绍舰船动力装置的定义及相关技术要求,并对柴油机、汽轮机、燃气轮机等几类常见动力装置的技术特点及应用现状进行重点研究,随后对相关动力装置的当前主要技术问题进行详尽阐述。最后,对上述舰船动力装置的未来发展趋势及相关技术研发策略开展重点研究。就目前而言。柴油机是中、小型舰船(涵盖各类水面舰船与潜艇)和军辅船的重点发展方向;燃料电池与斯特林发动机是常规潜艇不依赖空气的推进(AIP)系统的重点发展方向;汽轮机和燃气轮机是大、中型水面舰船动力装置的重点发展方向;核动力装置则是航空母舰与核潜艇的重点发展方向。考虑到国际局势的风云变幻,针对动力装置的设计、研发、制造与优化能进一步提升舰船的整体性能,为我国的海防事业作出不可磨灭的贡献。

水翼船动力装置技术特点及未来发展趋势研究

本文介绍了水翼船的技术特点及我国水翼船行业的发展,以船舶动力装置为论题切入点,阐明了蒸汽机、汽轮机、汽油机、柴油机、燃气轮机、核动力装置及联合动力装置的技术特点,重点对柴油机及燃气轮机两类动力装置在水翼船领域的应用及发展进行了研究。柴油机具有较高的经济性及技术成熟度,曾长期在水翼船动力领域占据重要地位,但考虑到当前水翼船动力性及轻量化等方面的特性要求,航空改型燃气轮机目前在水翼船上有着更好的应用前景。

基于落压式动力装置的挠性航天器姿态控制技术研究

针对充气可展开结构的挠性航天器的姿态控制问题,以线性自抗扰控制理论为基础,开展挠性航天器姿态控制技术研究,通过对落压式动力装置中气体压强变化的实时拟合,提出了一种落压式自抗扰姿态控制算法。仿真结果表明落压式自抗扰姿态控制算法相对于传统恒压式在姿态控制精度不变的条件下,减少了约10%的工质消耗,增加了11%姿态保持时间,进一步实现挠性航天器的小型化、轻量化。

课程思政融入《船舶动力装置与电气设备》的探究

《船舶动力装置与电气设备》是船舶与海洋工程专业的一门专业课,对学生专业素养和思想培育有着重要的作用。本文结合该课程特色,从教师素养提升、课程思政元素设计、教学方法改进、增设实践环节、完善课程思政评价体系五个方面进行思考和探索,获得了该课程思政教学改革的建设途径,实现了课程思政教学的育人目标。

低碳背景下主推进动力装置课程教学改革探讨

主推进动力装置技术发展日新月异,为了让学生掌握最新的技术,激发学生学习的兴趣,提高学习的积极性,对于主推进动力装置的课程教学必须与时俱进、开拓创新.文章简要分析了本课程的教学现状及存在的问题,指出教学改革的必要性;然后,结合教学中存在的问题对教学改革的思路和具体措施进行探讨;最后,通过教学案例说明在教学改革中取得的进展及今后的努力方向.

火力发电中热能动力装置的维护及检测

梳理了热能动力装置的组成部分及作用,总结了锅炉、汽轮机、发电机等设备的维护检测方法。以300 MW燃煤发电机组为例,比较了常规周期性维护和应用在线监测系统2种方案,发现使用在线监测系统能够提高设备的可利用率,降低故障率和煤耗率,减少综合能源消耗。研究表明,利用先进的在线监测技术预测设备状态,可以显著提升火力发电系统的经济性和环保性。

民用客机辅助动力装置本体权衡研究

对两型典型APU进行权衡研究,主要研究APU部件、构型、起动发电系统、变速技术、燃油模块和防喘控制,得到不同本体形式优缺点。民用客机APU基本采用离心压气机,回流式环形燃烧室和轴流涡轮的结构。从动力压气机引气的APU体积小、重量轻、可靠性高,适用于要求重量轻和空间小的支线客机。从负载压气机引气的APU油耗低,引气控制好,更适用于要求低油耗的干线飞机。与分开设计对比,起动/发电机一体化具有重量轻、寿命长、可靠性高的优点。采用变速技术的APU经济性、环保性更好,但控制系统和飞机电源系统要求更高,存在性能裕度不足的风险。采用电机驱动燃油泵,重量轻、控制精度高,但控制系统复杂,燃油流量范围小;APU燃油消耗量大,燃油系统参与导叶和防喘阀控制,一般采用轴驱动燃油泵。从动力压气机引气的APU,一般在设定的工作条件下开关防喘阀;带负载压气机的APU,采用流量法来判别。

计及进排气效应翼身融合布局机体—动力装置气动干扰研究

高气动效率是翼身融合布局获得竞争优势的关键因素。为有效抑制动力装置对该布局气动效率的不利干扰,需对适用于翼身融合布局的动力装置布置形式进行深入研究。本文采用计算流体力学(CFD)技术和可计及进排气影响的动力短舱模型,对某翼身融合—背撑发动机构型进行了精细内、外流耦合数值模拟,研究了巡航点附近动力装置和翼身融合机体之间的气动干扰特征。研究结果表明,相对于孤立翼身融合体构型,全机构型的翼身融合体部件升力系数大幅降低,阻力显著增大,短舱溢流在机身上形成的高压区是升力系数降低的主要原因;转速增大,发动机对机身边界层抽吸效应增强,翼身融合体部件升力系数降低量明显减小;在低转速状态,短舱无发动机喷流部件的唇口吸力效应较强,转速增大至接近全转速时,吸力效应被抵消,该部件产生阻力。

作战需求牵引的动力装置类课程教学改革实践

动力装置类课程是军队院校舰船机电专业的核心课程,对学员岗位任职能力的培养至关重要,但当前教学实践中仍存在教员讲授局限于工程技术思维、讲授装备结构原理过多、聚焦装备作战需求较少等典型问题。结合动力装置类课程的教学实践经验,详细剖析了上述典型问题的产生机制,以“为战育人”目标为导向、以作战需求为牵引,研究提出了针对性教学改革思路及具体措施。研究成果有助于促进工科理念与军事学理念的有机融合,可为军队院校舰船机电专业动力装置类课程的实战化教学改革提供参考。

高职轮机工程技术专业课程思政探索与实践——以“船舶主推进动力装置”课程为例

阐述了高职航海类专业课程思政建设的必要性,分析了高职轮机工程技术专业课程思政建设存在的主要问题。以“船舶主推进动力装置”课程为例,从提升团队教师课程思政认知和课程思政教学能力,明确课程思政目标、提炼课程思政元素,深刻挖掘课程中蕴含的思政资源,优化课程考核、体现思政特色,多模式融合教学法助力课程思政建设五个方面探讨了课程思政建设的实践路径。

缝纫设备输送动力装置的分析

文章介绍了几种缝纫设备输送动力装置的送布原理,认为应针对不同的面料特性及缝制工艺要求,选用合适的设备输送系统。

基于VME与PLC的动力装置训练系统设计及实现

为提升操作人员训练水平,开展了某型舰船动力装置模拟训练系统研制工作。为实现该型舰船动力装置核心控制系统的装备保障功能,基于VME总线的硬件在环技术,设计仿真软件和专用电路模拟实船执行机构、传感器、显示仪表以及运动状态,构建了一个典型的半物理仿真系统,通过PLC同源数据实现全船集中控制系统与外部仿真训练设备之间的信息交互。针对该型船动力系统设备多、功能复杂的特点,采用模块化建模思想,基于SimuEngine仿真支撑环境,建立了动力装置的仿真模型,实现了动力系统各工况仿真。仿真结果表明,模型仿真计算结果与实船在各工况下设备的运行数据误差较小,主要参数随工况变化趋势与实际运行数据吻合良好,可以较好地模拟动力装置的工作情况,满足仿真要求。

全液压牙轮钻机可移动液压动力装置的设计

设计一种可移动液压动力装置,解决电动全液压牙轮钻机远距离行走效率低下的问题。设计中包含快速连接系统,大大提高使用效率。集成行走模式和救援模式可以为钻机行走液压系统和辅助液压系统提供动力,解决电动或柴动钻机因各类故障而无法及时转移场地的难题。利用Automation Studio软件建立辅助动力系统模型,分析系统风险点,得出了最优参数。完成了整机装配和测试,测试结果表明可移动液压动力装置满足设计要求。

“动力装置污染及噪声”课程思政建设探索

课程思政建设对高校落实立德树人根本任务,确保专业课程与思想政治教育的同向同行有重要意义。以“动力装置污染及噪声”专业课程为例,系统地梳理了课程中蕴含的思政元素,设计了具体的课程思政教学案例,使思政教育与专业课程互相融合,提升学生的学习效果,落实了立德树人的根本任务。

联合动力装置在水面舰船领域的应用研究及前景展望

通过柴油机、汽轮机及燃气轮机等几类常规动力装置的技术特点及其在水面舰船领域的应用,在采用单一动力装置时,很难同时满足水面舰船对巡航工况的高经济性要求,以及对战时工况的高动力性要求。为此发展了由不同类型或不同型号热力发动机组成了CODAD、CODOG、CODAG、COGOG、COGAG、COGAS、COSAG等几类联合动力装置,根据其定义与技术特点和实际应用进行了研究,并对其未来应用前景进行展望。

横摇下弹性安装动力装置联轴器补偿特性

为达到噪声指标,舰船动力装置普遍采用弹性安装,该种方式对横摇工况下动力装置与轴系连接的联轴器补偿量提出了更高的要求。通过建立舰船动力装置-推进轴系全系统有限元模型,提出横摇工况下弹性安装动力装置的联轴器补偿量分析方法,获取不同横摇工况下联轴器补偿量需求,并利用试验台架试验验证了模型的准确性。研究结果表明,联轴器刚度的增大有利于降低摇摆工况下的补偿量要求,但会给邻近的支承轴承增加负荷;在设计弹性安装动力装置-推进系统的联轴器时,应对刚度、补偿量与支承轴承载荷进行协同考虑。研究结果可为低噪声舰船动力装置联轴器设计提供技术支撑。

履带式车辆动力装置道路模拟试验方法研究

针对现阶段履带式装甲车辆研发过程中缺乏系统级的动力装置总成试验验证,提出了动力装置道路模拟台架试验方法.分析介绍了履带式装甲车辆的动力学模型、惯量模拟方法及台架加载控制策略,并以某型号履带式装甲车辆为例,通过0-32km/h加速试验进行了试验模拟准确度测试,测试结果表明该方法的模拟精度较高,是实用和可行的.本方法的建立填补了目前动力装置总成台架试验的空白,完善了履带式装甲车辆部件—系统—整车的完整试验体系,为履带式装甲车辆研发提供了重要的试验能力保障.

辅助动力装置多级嵌套有限状态机控制方法

对辅助动力装置的控制实现采用多级嵌套有限状态机方法,可以兼顾电子控制器自身的工作状态与辅助动力装置不同的使用场景及运行状态,并对电子控制器工作模态进行离散化处理。与传统方法相比,该方法提高了系统的可扩展性,针对不同的控制模态自适应制定相应的控制策略,可以满足不同工况下的控制需求,降低了控制策略的复杂性,同时提高了电子控制器软件的模块化设计程度和系统的可靠性。运用辅助动力硬件在回路仿真系统对该方法进行验证,结果表明该方法可以保证辅助动力装置稳定、可靠的运行。

船舶动力装置发展研究

作为船舶的"心脏",动力装置是船舶安全、稳定运行的关键所在。文章主要研究蒸汽轮机动力装置、柴油机动力装置、燃气轮机动力装置、电力推进装置以及氢燃料内燃机等几种船舶动力装置的发展现状,讨论了其优缺点,并指出了未来的发展方向。

某型辅助动力装置控制算法研究

辅助动力装置(APU)是一种小型燃气涡轮发动机,用于为飞机提供稳定的引气功率和轴功率,因此需要设计性能良好的控制算法保证APU能够成功起动并稳定运行。分析了APU的整个运行过程,根据整个过程中APU的不同运行状态,采用分段控制的思想,设计了分段控制策略,用于APU从起动到稳态运行的过程控制,并对APU运行控制算法进行了设计和验证。为了适应辅助动力装置在更复杂环境下的应用,基于环境温度和压力数据对控制算法进行了修正,为了防止运行中排气温度超温对系统的影响,设计了基于排气温度的修正算法,对供油量进行调节。通过多次半物理及台架试验,对控制算法的正确性进行了验证。试验结果表明,在起动到稳态的整个过程中,APU运行正常,各项控制指标满足系统要求,所设计的控制算法控制性能良好。