基于改进温度评估模型的叶片冷却性能分析

为适应航空发动机涡轮冷却技术的发展趋势,在传统叶片温度评估模型的基础上加以改进,提出了适用于内外耦合涡轮叶片的温度评估模型。将改进后的温度评估模型嵌入到发动机整机热力性能计算模型中,对飞机/发动机系统耦合分析,研究了F-16战机在典型飞行任务和飞行包线内高压涡轮导叶的冷却性能。结果表明:在全飞行任务下进行分析时,叶片在实用升限、起飞及大爬升率工况下叶片工作热环境恶劣,叶片易超温;叶片表面温度沿径向为增长趋势,在叶顶处达到最大值。在全飞行包线内进行分析时,叶片表面温度随高度变化明显;包线内高空低马赫数区域叶片的最高温度和承受的热应力最大,叶片最高温度可达1342 K;高空低马赫数区域的综合冷却效率与包线内的最高冷却效率相比,降低了34.2%,叶片冷却性能下降明显。在进行模型参数敏感性分析时,与基准方案相比,当输入参数改变相同比例,改变冷气进口温度对叶片温度的影响最为显著。

基于叶面温度和抗旱性评价等级的耐干旱萱草品种筛选方法的建立

中国干旱和半干旱地区面积较广大,选育耐干旱品种是当前包括萱草在内的园艺植物育种的重要目标之一。实验通过叶片表面温度测定的方法初步筛选,进而通过测定气孔导度、气孔密度、离体叶片失水率和相对含水量等耐干旱指标,并观察干旱处理及复水后的萱草地上部分外观形态,进行了抗旱性分级,建立了一套萱草耐干旱品种简单、快速的筛选方法。相关性分析表明萱草叶面温度与抗旱性呈正相关,本研究为从萱草引种或杂交后代群体中快速筛选耐旱萱草品种提供参考。

基于飞发一体化模型的射流预冷技术优势分析

为探索射流预冷技术在未来先进航空动力上的应用前景,基于涡喷发动机建立飞发一体化性能仿真计算模型,并选取水作为预冷剂,分析不同飞行状态与预冷方案对飞机作战性能、发动机热力性能及热端部件温度的影响规律。结果表明:启用射流预冷技术可有效增加发动机推力,提升飞机的爬升性能与加速性能,帮助飞机在规定任务内减少机动时间与载荷消耗,同时预冷技术可提升压气机末级引气冷却品质,从而降低涡轮叶片表面温度,增强发动机可靠性。在飞发推力匹配条件与涡轮叶片表面温度约束下,射流预冷可有效提升飞机的极限飞行能力,当预冷剂流量为1 kg/s时,飞机理论升限与最大马赫数分别提升11.67%和10.51%。

基于典型飞行任务的CCA技术优势分析

基于典型飞行任务,在F-119发动机方案的循环参数基础上,对采用冷却冷却空气(CCA)技术的航空发动机性能开展研究,分析CCA技术对发动机总体性能及涡轮叶片温度的影响规律,评估采用CCA技术的涡扇发动机对其所装配飞机的飞行性能的影响。结果表明:针对仅预冷高压涡轮动叶冷却气方案,当保持冷却空气流量不变时,采用CCA技术可将涡轮冷气温度降低16.98%~41.21%,使得高压涡轮动叶表面最高温度降低8.89%~16.80%;当保持叶片表面最高温度不变时,采用CCA技术可减少高压涡轮动叶48.61%的冷却用气,且发动机的推力和耗油率等总体性能基本不变;针对同时预冷高压涡轮导叶和动叶冷却气方案,通过调整循环参数,在保持冷却空气流量和叶片温度不变的前提下,可使涡轮前最高温度提高6.91%,从而提高典型飞行状态下的航发推进性能,进而有效提升所配装飞机的起飞载质量、最大爬升率、最大马赫数、使用升限及航程等飞行性能。