发动机短舱对翼身组合体跨音速气动特性影响研究

为了达到增升减阻的目的,现代民用飞机设计越来越重视飞机各个部件之间的相互影响。部件之间的气动干扰影响着飞机的气动特性,合理的气动布局可以产生有利的气动干扰,获得满意的气动特性。针对民用飞机超临界机翼——翼吊式发动机短舱气动布局,通过数值模拟方法,研究了跨音速飞行时,发动机短舱对整机的气动特性影响。

发动机短舱冷却的计算研究

采用一维的方法对发动机短舱冷却进行了研究,介绍了两种不同的冷却形式,并且给出了这两种冷却形式中短舱冷却空气流量和换热的计算公式,对某型发动机短舱在四种不同状态下的流动及换热进行了计算,并对计算结果进行了分析。

某型发动机短舱流动与换热的计算研究

某型发动机安装在直升机上,在进行地面悬停飞行试验中,发动机短舱后部温度超过限定值,为此,建立了该型发动机短舱流动和换热的计算模型,数值计算了发动机地面最大功率状态下短舱内部的流动和换热,结果表明,该状态下,短舱后部监测点温度超限。通过分析,提出两种短舱结构改进方案,计算后发现,短舱内部的流动和换热效果有了一定程度的改善,监测点温度低于规范要求的温度限定值,冷却效果很明显。提出的改进方案对工程实际具有一定的指导价值。

航空发动机短舱空间温度分布数值模拟与分析

通过分析飞机发动机短舱的结构特点,发展了短舱空间温度分布的一维和三维数值计算方法。针对某型涡扇发动机的几种飞行状态,确立了其短舱流动和换热的计算模型,数值模拟了发动机短舱内的温度分布,并对计算结果进行了比较和分析。从计算结果可以看出,沿轴向短舱内的温度分布规律几乎与涡扇发动机沿轴向的温度分布规律是一致的。因此,若保证短舱内的温度不超温,必须降低涡扇发动机向短舱内的热传递,特别是涡扇发动机高温部件向短舱内的传热。

发动机短舱内外流场与结构温度场耦合计算

采用CFX软件,利用SST k-ω湍流模型,同时引入了辐射模型考虑热辐射的影响。采用CFX的共轭传热方法,在流体域求解N-S方程,固体域求解热传导方程,然后在流固耦合交界处交换数据,实现了流场与结构温度场的耦合数值分析。为了验证此方法的正确性,对文献中轴对称喷管进行了数值模拟,所得喷管壁温与试验数据吻合良好;另外进行了高超声速钝体流场与结构温度场的耦合计算,计算所得激波位置与试验结果一致,固壁非定常温度场分布与文献结果吻合。在此基础上,进行了航空发动机短舱内外流场与结构温度场耦合的数值研究,并得出了几个短舱外表面蒙皮冷却的可行性措施,为飞行器红外隐身设计提供参考。

军用和民用发动机短舱冷却试验方法的对比分析

基于国军标和适航标准对发动机冷却系统的验证要求,分析发动机短舱冷却系统在军机设计定型和民机适航取证试飞方面的不同,有助于我国军用航空发动机设计定型和大型民用发动机取证试飞水平的提升。

发动机短舱外表面温度飞行实测

发动机尾喷气流、恒速涡轮排气等高温气体可能导致附近结构的材料性能降低或失效,这将严重影响飞机安全。在飞行试验时,发现某发动机短舱结构外蒙皮漆层出现不同程度的碳化、脱落。为分析该现象的形成原因,在短舱外表面处改装温度测量传感器,飞行实测了发动机恒速涡轮排气口温度,获得典型飞行状态下短舱表面的温度分布数据,为发动机短舱外表面故障分析及设计改进提供了数据支持。

运输类飞机发动机短舱火焰防护设计与验证

通过对CCAR-25部运输类飞机发动机短舱火焰防护适航条款的要求进行分析,按照防火、耐火要求将条款内容进行对比,参考美国联邦航空局的咨询通告和修正案,对火焰防护的确定原则、设计要求与验证方法进行了研究,明确发动机短舱内的材料和零部件的防火、耐火要求。

发动机短舱泄压过程瞬态仿真

发动机短舱泄压门的设计会影响到短舱的安全性,泄压是一个动态变化过程,与舱内外压力、外界气流马赫数及泄压门结构有关。基于Modelica语言建立了短舱泄压过程零维瞬态仿真数学模型,并通过计算流体力学(CFD)方法得到不同开启角度下所需泄压门排放质量流量和力矩系数,并将这些系数代入零维瞬态仿真数学模型,得到了短舱泄压过程中舱内压力、泄压门开启角度等关键参数随时间的变化关系,分析了泄压门开启舱内压力阈值及最大开启角度对泄压过程的影响。研究结果显示,降低泄压门开启舱内压力阈值会使泄压过程到达平衡阶段时间减小,但是对平衡阶段舱内压力和往复摆动角度/幅度无影响。适当降低最大开启角度可有效降低泄压平衡阶段往复摆动角度/幅度,而对初始阶段的泄压速率和平衡阶段的短舱内部压力基本无影响,但是随着最大开启角度进一步降低,则会导致泄压速率下降,并使平衡阶段短舱内部压力升高。

发动机短舱过冷大水滴结冰数值模拟

发动机短舱结冰会对飞机飞行安全造成重大影响。过冷大水滴在撞击物面前存在变形、破碎,撞击时可能出现飞溅、反弹等物理现象,与过冷小水滴存在差异。为更好地模拟过冷大水滴条件下发动机短舱结冰情况,建立了考虑水滴破碎、飞溅、反弹等影响的过冷大水滴运动模型,对某型发动机短舱进行了结冰数值模拟,并研究了边界条件、水滴直径等对结冰外形的影响。计算结果表明,水滴直径越大,局部水收集系数越大,水滴上下撞击极限越大,结冰越厚。短舱风扇处不同边界条件设置对过冷大水滴结冰结果存在影响,边界条件为压力出口和流量出口时计算结果吻合度较高。

发动机短舱防冰性能计算方法研究综述

发动机短舱中可能出现的结冰现象对飞行安全有着严重的影响。总结了已有关于短舱防冰性能计算的文献资料,在明确短舱防冰性能计算的理论依据的基础上,分析了其与机翼防冰性能计算的异同及计算中可能遇到的问题及解决方法,并对国内发动机短舱防冰性能计算提出了合理化建议。

考虑变截面影响的航空发动机短舱声学模型及数值结果

针对航空发动机短舱声学设计的需要,发展一种快速计算方法——传递单元法(TEM),并与直接边界元方法相结合,计算发动机远场声辐射。TEM以等价分布源方法为基础,该方法的优势在于易于计算变截面管道内的声传播,同时,对管道内部声衬位置及长度没有任何限制。给出更接近于真实发动机形状的声辐射算例。

一种新的有限长等截面航空发动机短舱声学模型及数值结果

基于航空发动机短舱声学设计的需要,发展一种与以往工作不同的有限长管道声学模型声场的计算方法——直接边界元和传递单元法相结合。本方法对管道内部几何条件和声衬的敷设情况有更少的限制,可以很好地用于分段声衬的优化设计,并且提供求解有限长变截面管道声学模型的基础。

舰载螺旋桨运输机发动机短舱飞行载荷设计

舰载螺旋桨运输机布局紧凑,发动机短舱尺寸和质量较大,受螺旋桨滑流影响显著,飞行载荷问题突出,国内设计经验仍显不足。研究了某飞机发动机短舱的气动载荷、惯性载荷、陀螺力矩等设计方法及相关的设计规范约束与全机机动仿真技术。首先通过对规范的理解和选择确定短舱飞行载荷设计范围;建立机动仿真模型,获得短舱典型载荷工况;通过CFD方法获得有、无滑流影响的短舱压力分布数据;计算、筛选短舱的设计载荷与设计载荷工况;对比有/无滑流影响的气动载荷计算结果。研究表明:短舱的设计载荷工况出现在最大法向载荷系数(n Z)下的急剧俯仰机动、设计俯冲速度(V D)下的偏航机动、最大着舰质量下的发动机最大拉力等情况中;短舱侧向以气动载荷为主;法向以惯性载荷为主,极值情况下惯性力超过气动力4倍;某些机动/状态下,螺旋桨滑流可使短舱总气动力增大90%以上,靠近螺旋桨区域增幅更大。

复合材料结构飞机发动机短舱防火设计与试验验证

飞机发动机短舱的防火设计一直是飞机结构设计的关键技术之一。随着复合材料在飞机上的应用越来越广,复合材料在发动机短舱上的应用也越来越受到重视。通过按照适航规章的要求,用复合材料进行发动机短舱的防火设计,并进行试验进行验证,复合材料是可以用在发动机短舱的设计上的,而且可以满足发动机短舱对于防火的要求。

螺旋桨飞机发动机短舱展向位置研究

针对国内某型双发涡桨飞机方案,选取了发动机短舱沿翼展五个展向位置,研究了不同短舱展向位置对气动特性、全机侧翻角、机翼重量的影响。结果表明,升力系数、阻力系数、俯仰力矩系数随机身迎角变化影响很小,滚转力矩系数随侧滑角的变化有一定影响;短舱内移,侧翻角增大,外移侧翻角减小;短舱内移机翼重量增加,外移重量减小。

飞机发动机短舱外形设计及数值仿真

发动机短舱对飞机的性能有着至关重要的影响。针对某型民用飞机,对其发动机短舱进行了初步参数选取和气动外形设计;并在此基础上开展了数值仿真计算。计算结果表明,设计的短舱气动外形满足设计要求,且进气道内总压恢复系数随着进气道扩散段长度的减小而增大。

某型飞机发动机短舱结构设计

针对某型飞机的特点,提出了该发动机固定短舱主传力结构的设计方案,并用MSC/Patran软件进行了有限元分析;根据计算结果,结合发动机的安装和维护要求,对方案进行逐步优化并确定最终方案。

某型机发动机短舱桨毂整流罩挡板脱落故障分析

本文详细描述了某型机发动机短舱桨毂整流罩挡板脱落故障分析及排除。通过问题定位、机理分析、问题复现等技术归零思路确定故障原因为挡板与快卸锁连接过程中制孔锪窝质量不易保证,造成飞行过程中铆钉疲劳断裂,在螺旋桨离心力的作用下,最终导致挡板脱落。为改善快卸锁与挡板制孔,锪窝质量铆钉连接质量不易保证问题,通过采取更改铆钉选型、铆钉材料、完善装配工艺等措施有效提升了铆接质量,进而解决了铆钉断裂问题。经过验证,问题原因定位准确,处理措施有效。

民用飞机发动机短舱灭火系统的设计计算

基于某型民用飞机发动机短舱特点,对发动机短舱灭火系统进行了设计,并针对管网进行了灭火效果计算,其结果可以满足相关规定的要求。文中提出的计算方法可为其他部位的灭火系统设计提供参考。