一种辅助动力装置的独立超转保护逻辑模型

给出一种针对复杂可编程逻辑器件(CPLD)的超转保护模型,采用逻辑+软件双余度方式实现超转控制,其具有一定可靠性和可拓展性,相较于传统的JDSPF28335处理器,需要两个外设CPLD和FPGA实现转速采集和超转控制,而采用Zynq架构,其自带了SOC片上PL部分,通过PL采集转速信号与PS部分进行信号交互实现转速采集。另外,结合CPLD完成超转控制,具有并行处理复杂任务、处理效率更高、需要外设拓展更少、可靠性更高、成本低等优点。相较于传统超转解除需要重新上下电复位实现,可以在飞机不下电情况实现超转解除,能够降低功耗,缩短上下电时间。通过仿真试验结果表明,该超转保护模型能精确可靠地实现转速采集和超转控制,已经在辅助动力装置(APU)单元多个项目中得到广泛应用。

叶片脱落超转保护概率设计方法研究

针对航空发动机传统的超转保护设计未考虑材料、载荷和制造公差分散性的问题,本文提出了一种基于概率的叶片脱落超转保护设计方法,建立了一种基于响应面法的叶片脱落超转保护设计概率模型,并给出了具体算法,采用多项式拟合叶片脱落超转保护设计极限状态函数,利用Monte Carlo方法获取了轮盘破裂转速分布和叶片脱落转速分布。运用概率设计方法对某发动机涡轮转子进行叶片脱落超转保护设计,结果表明:与传统方法相比,基于叶片脱落超转保护设计概率模型设计的轮盘破裂转速均值降低了约5.4%,轮盘质量减轻了约7.2%。

辅助动力装置主发起动系统试验超转问题的研究

主发起动试验时,由于辅助动力装置(auxillary power units,APU)输出轴功率在主发指令发出时刻无法与电力加载功率同步响应而出现超转现象,设计了一种以可编程逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)为控制器,西门子视窗控制中心(windows control center,WinCC)组态软件为上位机的主发联动试验系统。通过分析超转现象原因指出了主发起动系统存在不足,然后着重阐述了改进后的主发联动试验系统,主要采用主发指令与加载指令联动方式、预加载控制策略及调节加载完成与主发起动完成之间的时滞差,解决了主发起动试验过程中存在的超转问题。经过长时间试验运行表明:该系统及方法是一种解决APU超转现象的有效途径,且运行稳定可靠,具有推广应用价值。

直升机飞行训练中预防超转研究

如果直升机出现发动机或旋翼超转的情况,就有可能对其零部件造成损坏。超转情况发生后,需要对容易出现损坏的零部件进行检查及维护。在飞行训练中,若飞行员对出现超转情况未及时上报,那么损坏的零部件可能导致发动机的结构或旋翼系统失效,最终影响飞行训练的质量。本文针对不同训练阶段可能出现的超转状况进行分析,为飞行教员提供教学建议,降低超转在飞行训练中出现的概率,目的在于提高飞行训练质量,保证飞行训练安全。

基于叶片伸根预先断裂方式的某型发动机动力涡轮超转保护设计

为消除发动机非包容影响,开展动力涡轮超转保护研究。本文以某型发动机为研究对象,对伸根断裂方案中各零部件的设计思路和优化方向进行了相关介绍,重点分析了叶片、轮盘及机匣包容性的优化设计。设计了模拟试验件,通过计算分析,对叶片的断裂位置及转速进行验证,为后续改进设计提供参考。

一种基于FPGA的应急动力装置控制单元超转保护系统设计

提出一种基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的超转保护系统设计方案。该系统采用三余度采集、控制架构,通过软件及逻辑表决控制单元及BIT检测单元,进一步提升了超转保护系统的可靠性。相较于传统的基于CPU的转速采集系统,其具备并行处理、运算速度快、功耗低、实时性强等特点,同时能释放大量CPU资源。该设计具备较强的通用性和实用性,对应急动力装置电子控制单元的超转保护系统设计具有一定的参考借鉴意义。

直升机发动机超转信号发生器的设计

本文介绍了基于DDS技术的直升机超转信号发生器,同时介绍了DDS工作原理,设计了信号放大器和隔离功率输出级。此信号发生器输出信号频率误差小、分辨率高。

锥度内孔的叶轮超转平衡工艺及组合芯轴的研制

介绍了内孔为锥孔的叶轮的超转平衡工艺及组合芯轴的研制过程、设计要点及超转平衡工序操作过程中的注意事项,并对超转平衡工装组合芯轴中调弯结构做了详细的说明。

直升机发动机超转实验系统的测频设计

本文采用FPGA技术测量直升机发动机转速,介绍了双通道等精度测频的原理,设计了信号调理电路,并在FPGA上设计了Verilog代码,在实际应用中测量直升机发动机转速表现了良好的系统实时性能。

航空涡轮发动机适航审定中的几种超转问题研究

中国民航《航空发动机适航规定》与欧洲航空安全局发动机合格审定规范均包含多款发动机超转条款,各超转条款易于混淆,不利于发动机适航符合性验证及审查。本文对CCAR33.27、CCAR33.87、CCAR33.89、CS-E830条款进行了解析,结合国内外发动机型号审定实践,对发动机超转各条款的实质要求和物理含义进行了研究。研究结果识别了瞬态超转和最大超转的差异,提出了具体符合性方法,有利于指导航空发动机型号合格审查和航空发动机适航规章CCAR33.89的条款修订。

SiC_f/Ti-6Al-4V复合材料叶环应力及超转失效的有限元分析(英文)

建立钛基复合材料叶环三维循环对称有限元模型,分析其应力分布和超转失效。重点研究纤维体积分数、增强面积、热残余应力及2种不同温度对叶环应力分布的影响。通过分析在一系列转速下叶环的环向应力得到其极限转速。结果表明:在2种不同温度下,纤维体积分数和增强面积对叶环应力的分布和大小影响不同。研究结果为叶环的结构设计提供了一定的建议。当考虑热残余应力时,在较高的温度下,较大的增强面积对叶环的设计是有利的。

某型直升机旋翼超转问题研究

直-8某型直升机在试飞过程中多次出现旋翼超转现象。针对此问题,从功率匹配和系统响应两方面进行研究,分析了旋翼超转产生的机理,提出了一种基于需用功率分布优化总距-油门关系的方法。试飞验证表明,该方法能够有效地解决旋翼超转问题。

基于极限应变法的超转分析验证与应用

为了提供快速提高轮盘超转破裂裕度方法,满足适航对超转相关要求,基于极限应变法开展了轮盘超转分析和试验验证。轮盘破裂转速分析与试验结果符合性较好,轮盘起始破裂位置、应力应变分布特征通过轮盘碎片断口及残余变形获得了验证。根据轮盘起始破裂位置,给出了适航超转要求中最不利尺寸公差的确定方法和通过局部结构强化提高轮盘破裂转速的方法。分析和试验结果的对比证明了极限应变法用于超转破裂分析的合理性,整个过程也为充分利用超转试验结果对分析进行验证提供了范例,提出的提高轮盘破裂裕度方法和最不利尺寸公差确定方法具有较强操作性,可为航空发动机轮盘超转设计和适航取证提供参考。

离心压缩机叶轮超转与松动转速

介绍了超转试验台的类型及叶轮超转试验中存在的问题。分析了高速超转试验台易损坏的原因和松动转速对超转的影响。指出了超转叶轮安装时应采取的措施。

航空发动机柔性转子单面平衡技术及超转试验研究

用单平面平衡技术完成了涡轴发动机动力涡轮转子的高速动平衡试验,在此基础上进行了105%额定工作转速的超转试验,结果表明:动力涡轮转子的单平面高速动平衡技术同样可取得理想的平衡效果,转子具有在105%额定工作转速下长时间安全工作的能力,动力特性设计合理.

航空发动机超转保护系统适航符合性研究

适航要求是利益相关方的需要,不能直接作为需求用于设计,如何解读适航要求并实现设计是适航符合性的重点。以民用航空发动机超转保护系统相关适航要求为基础,利用系统工程中的需求分析方法,将超转保护系统的适航要求转化分解为全寿命周期的设计需求。针对分解识别出的设计需求,提出了发动机超转保护系统的适航符合性方法,以及电子和机械超转保护系统在适航审定中的验证内容,可为民用航空发动机超转保护系统的设计、验证提供参考和借鉴。

一种直升机发动机超转停车故障分析

直升机飞行时,为保证飞行安全,会使用转速限制放大器对发动机进行超转保护。当发动机自由涡轮转速超过规定值时,转速限制放大器立即驱动过速继电器动作,切断发动机燃油供给,使发动机停车,从而避免发动机损坏。然而,转速限制放大器功能异常,可能会迫使发动机停车,对飞行安全造成影响。本文从一种直升机飞行中出现发动机超转及停车告警故障出发进行分析,为发动机转速限制放大器安全运行的研制提供经验。

某型涡轴发动机动力涡轮超转保护响应时间测试

为验证当某型涡轴发动机动力涡轮失去载荷或轴失效时,数控系统能否实现动力涡轮超转保护停车,保证动力涡轮的结构完整性,本文设计了该数控系统响应时间的测试方案。试验结果表明,该测试方案能准确测出数控系统的响应时间,为评估独立动力涡轮超转保护停车数控系统的性能提供了重要手段。

发动机超转保护系统原理及典型故障分析

发动机超转保护系统具有动力涡轮超转时切断燃烧室燃油，转速下降后又重新点火恢复供油的功能。结合超转保护系统的组成和工作原理，对反复出现的典型故障进行排查和分析。通过发动机整机试验对故障改进措施进行验证，结果表明措施有效可行。

辅助动力装置超转保护系统的设计

针对现有目前辅助动力装置的超转保护功能的不足,本文提出了一种基于CPLD的超转保护系统的设计方法,并在某辅助动力装置的超转保护中得到成功应用。应用结果表明,该超转保护系统可以预防断齿、断轴、剃齿等故障的发现。有效的保护辅助动力装置,延长辅助动力装置寿命,防止重大事故发生,具有显著的社会效益和经济效益。