某型大涵道比涡扇发动机滑油中断试验研究

以某型大涵道比涡扇发动机的研制需求为背景,以其整机滑油中断试验为研究对象,依据该型发动机滑油中断试验技术要求,在参考其他类型航空发动机滑油中断试验经验方法的基础上,对科研试车台设备系统进行滑油中断试验适应性改造。对试验方案、操作口令、应急预案、试验前后工作等内容进行研究,并从发动机性能参数、滑油系统参数、振动情况等试验结果进行总结分析,为该型发动机的研制提供了必要的技术支撑和试验依据,对后续该类型相关试验开展也具有参考意义。

叶片开槽对大涵道比风扇的流动控制研究

提出利用空心结构在涡扇发动机大涵道比风扇内部从前缘到吸力面开槽,利用来流速度冲量在吸力面形成微喷气控制吸力面附面层的流动控制方法。研究不同槽道进、出口宽度和出口位置对二维叶栅的影响,选取最优方案进行三维叶片开槽。结果表明:叶片开槽可有效抑制吸力面附面层发展,减少附面层和尾迹损失,使效率增加了0.46%,失速裕度增加了1.8%,总压比增加了1.3%;微喷气流量适中并作用在吸力面附面层发展的起始位置时对附面层的抑制效果最好。

大涵道比涡扇发动机核心机试验性能评定方法

为了在试验验证阶段准确、全面地剖析涡扇发动机核心机性能,基于核心机多次试验结果,提出在工程中易实现的核心机性能评定方法。通过试验确定测量参数,介绍核心机性能评定工作流程,论述性能评定关键参数的测量和计算方法。分析部件流量、效率等参数变化对核心机循环功及油耗的影响,以涡轮为例阐述部件试验与核心机试验差异的原因包含气动构型、工作环境、测量不确定度、冷气4个维度的因素,论述了通过减少漏气、优化工作线等手段提升部件效率,讨论核心机流量、循环功、耗油率对整机的支撑作用。核心机与部件偏离的合理范围应参照测量不确定度,超出合理范围的偏离采用了单因素敏感性分析方法分解到部件层级。结果表明:该方法适用于大涵道比涡扇发动机核心机试验性能评定,对其他构型的核心机也有一定借鉴作用。

大涵道比航空发动机试车台气动分析

对于新落成或改造的发动机室内试车台,为了验证设计结果与相关标准及使用要求的符合性,确认试车间内流场测点布置位置的合理性,需采用CFD手段来模拟试车台内部流场。本文根据某型号大涵道比发动机试车台展开流场分析,解析了CFD仿真过程和细节处理方法,验证了试车台试验能力。

民用大涵道比涡扇发动机叶轮机某些关键技术

结合国内外的相关研究工作,对大涵道比涡扇发动机叶轮机部分设计技术研究进展进行了总结和分析,从风扇/压气机设计技术、涡轮设计技术、流动及噪声控制和多学科耦合四个方面阐述了我国发展大涵道比发动机需要解决的部分叶轮机关键技术.

部件老化对大涵道比涡扇发动机性能影响仿真

为研究部件老化对大涵道比涡扇发动机性能的影响,在分析压气机、涡轮部件老化因素的基础上,建飞行循环数相关联的部件特性修正模型。结合部件匹配方法,建立了分析部件老化对大涵道比涡扇发动影响的计算模型,并采用Newton-Raphson方法求解其构成的非线性方程组。以某大涵道比涡扇发动机量地分析了8个典型工况下部件老化对发动机推力、耗油率等性能参数的影响。计算结果表明,当该型发到返修状态时,部件老化导致其推力下降7.29%,耗油率上升8.23%,排气温度上升68.3K,同时大幅降定裕度。

大涵道比涡扇发动机风扇/压气机气动设计技术分析

对用于大型客机的大涵道比涡扇发动机的风扇/压气机气动设计技术现状及其发展趋势进行了概述,分析了其技术难点,旨在说明中国发展高性能大涵道比涡扇发动机在风扇和压气机方面将面临的一些挑战,并分析亟待突破的一些关键技术。

风扇/压气机气动设计技术发展趋势——用于大型客机的大涵道比涡扇发动机

分析了大型客机使用的当代先进大涵道比涡扇发动机及其下一代的风扇/压气机气动设计技术的现状和发展趋势,探讨了我国研制高性能大涵道比涡扇发动机在风扇/压气机方面所面临的严峻挑战,以及为了满足我国研制大涵道比涡扇发动机的需求,需要在风扇/压气机气动研究方面尽快展开的一些关键研究.

雷诺数对大涵道比涡扇发动机性能的影响仿真

为了评估雷诺数对某大涵道比涡扇发动机的影响,利用Wassell等修正方法,对发动机主要部件的特性进行了雷诺数修正,并利用发展的性能仿真程序进行计算和对比。结果表明,在高空低马赫数下,雷诺数对大涵道比涡扇发动机性能影响较大,造成发动机的推力减小约1.98%、耗油率增大约3.04%,同时影响发动机的喘振边界及共同工作线,降低其可用稳定裕度。

大涵道比涡扇发动机涡轮内部流动机理及气动设计技术研究进展

对低雷诺数低压涡轮而言,在设计中利用上游尾迹对下游边界层的非定常效应能够有效地减少涡轮叶型损失,其关键在于合理选择尾迹诱导转捩的通过频率和低压涡轮叶片表面负荷分布形式,而尾迹通过频率的选择主要结合负荷分布,以达到叶片吸力面尾缘无非再附式分离为佳。

进气畸变对大涵道比涡扇发动机稳定性的影响

基于平行压气机原理,建立了进气畸变对大涵道比涡扇发动机稳定性影响的理论模型和计算分析方法,评估了总压畸变和总温畸变对某型大涵道比涡扇发动机稳定性的影响,获取了发动机的临界畸变指数和首发失稳级组。结果表明:总压畸变在风扇中衰减幅度最大,发动机在高转速下运行达到临界总压畸变值时,风扇率先失稳,在低转速下运行时为增压级率先失稳;总温畸变在高压压气机中衰减幅度最大,发动机在高转速运行达到临界总温畸变值时,高压压气机率先失稳,在低转速运行时为增压级率先失稳。

喷管喉道面积变化对大涵道比分排涡扇发动机性能的影响

使用Gasturb软件计算和分析了大涵道比分排涡扇发动机内、外涵喷管喉道面积变化对发动机性能的影响。在低压转子换算转速一定的控制规律下,研究了某型发动机喷管喉道面积变化对发动机转差、裕度、涡轮进口温度、推力、耗油率的影响。经过对比这些相互关系,可以得到1个最合理的内、外涵的喷管面积,从而指导用户最大限度地优化发动机的性能和延长发动机的使用寿命。

先进树脂基复合材料在大涵道比发动机上的应用

大量使用树脂基复合材料大幅提高了大涵道比发动机多方面的优异性能。树脂基复合材料的使用需要材料、设计、工艺一体化协作。采用先进的复合材料制造技术,可提高性能、降低制造成本。要想为民用航空市场提供安全、舒适、节能、环保、具有竞争力的中短航程单通道商用干线飞机,使用复合材料是必经之路。

大涵道比涡扇发动机涡轮过渡段的数值研究

采用CFD数值模拟方法对大涵道比涡扇发动机高压涡轮与低压涡轮之间的过渡流道进行了气动性能计算。通过与实验数据的对比,验证了CFD计算模型预测涡轮过渡段气动性能的可靠性以及计算精度。分析了径向偏移较大的涡轮过渡段流动特点和损失机理,为进一步提高过渡段气动性能提供研究方向。高性能大涵道比发动机中,涡轮过渡流道流动机理复杂,设计难度大,其可供挖掘潜力较大。

大涵道比发动机多级低压涡轮气动设计

基于大涵道比航空发动机多级低压涡轮设计研究,分析了大涵道比发动机多级低压涡轮气动设计特点和主要设计参数的设计选取原则以及发展趋势,研究了过渡流道设计参数的选取标准、过渡流道优化设计方法以及对多级低压涡轮子午流道设计与功率分配方法,综合分析了多级低压涡轮功率分配需要考虑的各项因素,并探讨了高升力涡轮叶型设计方法。研究表明:过渡流道方案设计可以采用长高比及当量扩张角作为初步选取标准;多级低压涡轮功率分配要综合考虑不同工况性能及气动设计参数;完成设计的大转折角后加载叶型能够有效地控制涡轮叶栅内的流动损失。

大涵道比涡扇发动机进气畸变测量耙风洞校准试验

以国产大型客机C919配装的大涵道比涡扇发动机飞行试验为应用背景，研制了基于动态、稳态压力和总温参数集成测试的大尺寸进气道畸变测量耙。为评估和验证其角度、速度测量特性及参数测量精确度，进行了全尺寸量级的进气道测量耙风洞校准试验研究。结果表明：在马赫数0.2-0.6、攻角和侧滑角-20°-20°范围内，耙体压力测量相对误差小于0.5%，满足对大涵道比涡扇发动机进口流场品质和流量的测试技术需求。

大涵道比涡扇发动机发展研究

大涵道比涡扇发动机用途广泛、市场巨大,对国民经济发展、国防建设和科技进步具有重大推动作用和战略意义。概述了国内外大型军民用运输机的发展现状,归纳了其性能与适航要求更高、经济性与环保性更好的发展趋势,总结了其多继承少创新,共用核心机系列化和军民融合的发展途径。针对中国目前和未来的需求,提出了需要突破的总体设计、稳定性、高压高效叶轮机、高性能燃烧室、先进空气系统等通用技术和适航、大尺寸弯掠风扇叶片、复合材料风扇叶片、低噪声设计、低污染燃烧室、反推力装置等特有技术。

大涵道比涡扇发动机涡轮过渡流道一体化设计研究

为了提高大涵道比涡扇发动机气动性能,降低其燃油消耗与污染物排放,同时考虑成本与重量因素,针对其高、低压涡轮之间的过渡流道,提出了一体化概念,即新设计的支板代替原型整流支板与低压涡轮第一级导叶,使其也能够为下游转子提供合适的进气条件。对一算例开展了设计工作,并通过数值模拟进行了流场分析,结果表明带一体化支板涡轮过渡流道与原型涡轮过渡流道出口马赫数与切向速度吻合很好,验证了一体化设计的有效性。带一体化支板的过渡流道设计点工况总压损失为4.3%,较原型流道总压损失略有增大(原型流道总压损失4.1%),但带一体化支板的过渡流道更能适应非设计点工况,具有一定的优越性。

大涵道比涡扇发动机稳态调节规律分析

归纳总结了大涵道比涡扇发动机稳态调节规律的设计特点,计算分析采用不同调节规律对分开排气的大涵道比涡扇发动机性能影响。计算结果表明,不同调节规律对发动机性能影响有一定差异,需要根据发动机的用途选择合适的调节规律,结合计算分析给出了发动机稳态调节规律的实现方式。

虹吸管道比冲洗能力影响参数研究

基于对虹吸管道节水量的研究,笔者提出并定义了可有效表征冲洗效果的指标-比冲洗能力,制作了可调参数的坐便器虹吸管道装置进行实验分析。笔者采用单因素试验法、正交试验法和响应面法对虹吸管道比冲洗能力进行试验研究,经实验分析可得影响坐便器冲洗指标的因素的主次关系,其优化组合参数为:倾斜坡度为36度,曲率宽为50 mm,二次水封宽为90 mm,二次水封高为10 mm。由响应面法分析得出二次水封宽度和二次水封高度2个因素对比冲洗能力的解释程度较高,存在显著的线性关系,对比冲洗能力的变化具有更高的影响。