打造“三力” 强党建促发展——记中国航发动力所叶轮机试验研究室党支部

叶轮机试验研究室通过"三力"建设,使党支部的党建工作方向更明确、重点更突出、任务更聚焦、成效更显著。叶轮机试验研究室是中国航发动力所重要的试验科室之一,曾获得"全国工人先锋号"等诸多荣誉。研究室主要承担着航空发动机压气机、涡轮等核心部件试验研究和航改燃机整机试车研究,以及大型旋转件非标试验设备的设计工作。如果将航空发动机比喻成雄鹰,那么叶轮机试验研究工作就是托举雄鹰翱翔的羽翼。只有羽翼强劲,才能助力雄鹰飞得更高、更远。

“党建+”促党建“铸心”工作机制工程落地见效——中国航发动力所党委持续推进党建工作与中心任务深度融合

中国航发动力所(以下简称动力所)隶属于中国航空发动机集团有限公司,是新中国第一个航空发动机设计研究所,肩负着国家大、中型航空发动机研制的重要任务。习近平总书记多次对航空发动机事业作出重要指示批示,强调要加快实现航空发动机及燃气轮机自主研发和制造生产,为把我国建设成为航空强国而不懈奋斗。动力所党委坚决贯彻落实习近平总书记关于航空发动机事业的重要指示批示精神,大国重器,以心铸“心”,坚持党建工作与中心工作深度融合,积极落实中国航发党建“铸心”工作体系,探索构建了“党建+”工作机制并组织实施,真正做到科研中心工作在哪里“用力”,党建工作就在哪里“加油”。

薄壁机匣发动机轴承位置不平衡响应矢量逆推方法

整机动平衡相较传统工艺动平衡可大幅提高整机不平衡振动控制效率;由于发动机振动测点位于薄壁机匣支承结构表面,无法直接测得轴承位置的不平衡响应矢量,使整机动平衡难度增大。为此,提出一种基于机匣外部测振信号的轴承位置不平衡响应矢量逆推方法;虑及薄壁机匣支承结构动力特性的影响,通过仿真分析结合试验获得测点振动响应与轴承位置不平衡激励之间的影响函数矩阵;利用该函数矩阵及机匣外部振动测点实测响应逆推轴承位置不平衡响应矢量。通过对典型双转子发动机高保真机匣系统的数值仿真分析,验证了该方法的有效性;对于实现发动机转子不平衡矢量逆推以及整机振动控制具有工程应用价值。

航空发动机维修质量管理

航空发动机维修质量管理从质量标准、专业技术入手,严格把控、监督和管理维修作业的流程,制定解决对策。保证飞机发动机具有可靠的性能,保证飞机飞行的安全性。

航空发动机数据共享关键技术的探析

航空发动机数据的共享,常常会涉及到多个不同的方面,包括数据平台的支撑、政策的保障等,本文首先研究了典型数据的选择、典型数据的标准规范等,然后阐释了航空发动机数据共享平台的顶层设计,包括数据共享平台的框架设计、基于用户驱动的数据采集模式等,最后提出了航空发动机数据共享的相关政策,具有重要意义。

面向燃机多工况宽频域工作模态参数识别的随机子空间方法

面向燃气轮机工作状态下多工况、宽频域模态参数识别需求,在对典型燃机整机振动模态分析的基础上,虑及测试数据类型、测点位置与方向的选取及不同运行工况影响,提出一种针对燃机整机工作模态参数识别的随机子空间方法。基于实测振动数据,对典型燃机工作模态参数进行了自动划分识别。结果表明:通过分别控制行块数,充分挖掘位移、速度、加速度三种类型数据包含的不同频段模态参数信息并对识别结果择优合并,能够较好识别出数十倍于燃机工频的宽频域模态;合理选取测点位置和方向,能够得到关心频段内局部或整体模态;利用多转速运行工况数据,能够区分出受转速影响的整体模态。实现了对燃机整机振动宽频域范围内整体和局部模态、机匣和转子模态的识别,可为在此基础上的动力特性分析、整机动力学模型修正、结构振动状态评估、振动故障特征提取等提供支撑。

支承非对称对双转子系统动力特性的影响规律

支承刚度非对称广泛存在于转子支承系统中,然而非对称支承对工程中双转子系统动力特性的复杂影响规律尚不明确。为此,以典型发动机同向转动的双转子支承系统为研究对象,根据该发动机薄壁柔性机匣支承的特点,提出支承非对称系数指标,研究了支承非对称存在与否及其变化对双转子支承系统临界转速、稳态不平衡响应、进动方向及进动轨迹的影响。研究发现:支承非对称的存在会导致与之相关的振型所对应的正进动临界转速增大、反进动临界转速减小;部分支点在反进动临界转速附近出现响应峰值并且伴随着进动平面内振动相位的变化;转子进动更为复杂,同一个转子上正反进动同时出现,转子特定节点的进动轨迹也会随转速产生较为复杂的变化;进一步研究发现,非对称系数的增大会使得出现反进动的转速和位置区域总体增大,但在特定转速或特定位置反进动区域也可能变小;所得规律可为发动机双转子系统复杂支承条件下的动力学设计及特殊振动现象产生原因阐释提供参考。

基于多体接触瞬态动力学支承不同心模拟分析方法

以典型带中介轴承的发动机高压转子系统为研究对象,提出一种基于多体接触瞬态动力学的发动机转子支承不同心故障等效模拟分析方法,建立了高压转子-轴承-局部支承系统的多体动力学模型。在轴承受力分析的基础上,通过对接触运动状态非线性模拟和支承结构柔性化,研究了单个滚珠、滚珠与轴承外圈、轴承外圈与支承结构的瞬态接触力、力矩以及支承结构振动响应,得到不同心故障特征的产生机理和传递规律。结果表明:压紧区、松脱区以及单个滚动体与内外圈的相对位置变化产生的复杂相互作用是滚动体接触力复杂频率成分产生的直接原因;全部滚珠与外圈的瞬态接触力合力及合力矩是产生不同心故障特征的激励源;轴向振动工频及倍频是不同心故障的典型特征;轴向和径向2倍频、3倍频相对工频幅值的大小可表征不同心故障的严重程度。本文所得结果可为燃机不同心故障分析诊断提供参考。

复合材料在进气机匣可调叶片上应用研究

针对复合材料在航空发动机进气机匣可调叶片上的应用需求,开展了工程应用研究。主要应用研究内容如下:根据进气机匣可调叶片实际工作受力情况和工艺方案对比分析的平板试验结果,优选出最合适的工艺方案;结合国内外经验和国内生产工艺水平,设计合适的复合材料进气机匣可调叶片结构方案并完成制备;开展了后续的实物强度评估工作。通过上述应用研究,验证了该结构复合材料可调叶片具有良好加工工艺性,满足强度要求,为复合材料可调叶片的最终工程化应用打下基础。

中国航发燃气轮机发展现状

中国航发根据自身技术优势,结合国内外发展现状,确定了自主系列化发展燃气轮机的技术路线。中国航发已研制了十余个具有自主知识产权的船用和工业用微、轻、重型燃气轮机型号,并规划发展"三轻一重"燃气轮机,形成一批具有市场竞争力的技术和特色产品。

温致材料属性变化对发动机双转子系统动力特性的影响

为探究不同工况下温度场变化进而导致材料属性变化对双转子系统动力特性的影响,提出将不同工况温度、转速变化与发动机双转子系统动力特性联合分析方法。通过发动机性能方程、相似性原理及稳态热分析方法拟合得到稳定工况双转子温度场,将温度场与转子结构有限元模型联合,推导了双转子系统有限元刚度矩阵受温度场影响的动力学方程。建立了典型发动机双转子支承系统热-固联合分析有限元模型,分析了双转子系统在不同工况温度场下固有频率、模态振型、稳态不平衡响应及应变能分布的变化情况。结果表明:随着工况升高,典型发动机双转子系统固有频率发生不同程度的下降,临界转速随之下降,最大下降幅度接近10%;在涡轮位置不平衡量作用下,受临界转速变化等影响,涡轮支承位置最大工作转速附近平均不平衡响应幅值较常温下增大近3倍,温致材料属性变化对双转子动力特性造成较大的影响。

技术成熟度在航空发动机研制中的应用研究

技术成熟度是衡量技术对项目目标满足程度的一种度量方法,是项目风险管理的重要手段。通过对技术成熟度等级的演变历程、技术成熟度的应用情况开展研究,得出技术成熟度评价在航空发动机研制中的切入点与着力点。技术成熟度是衡量技术对项目目标满足程度的一种度量方法,是项目风险管理的一种有力手段。从当前能获取到的公开材料来看,技术成熟度评价工作在国防采办的项目管理中的应用较多且取得了明显的效果.

大涵道比发动机旋转帽罩积冰特性试验

大涵道比发动机进口旋转帽罩的型面结构会对水滴撞击和积冰特性产生影响。为了合理地进行防冰设计,需要针对大涵道比发动机不同型面旋转帽罩开展积冰特性试验。当飞机穿越云层时,云层中亚临界状态的过冷水滴撞击到发动机进口部件表面,会在表面形成积冰[1]。

技术管理在航空发动机研发中的应用研究

航空发动机的研发涉及热力、气动、结构、强度、振动、寿命、燃烧、传热、控制、润滑、电气、工艺、材料等众多学科。为实现综合最优,在航空发动机研发中普遍采用系统工程方法。技术管理是系统工程的重要组成部分,是项目管理和技术开发团队之间的纽带。技术管理是指为保证技术过程的顺利开展而进行的一系列管理活动,一般用来建立、演进和执行计划,管理系统跨界面的交流,并按计划评估项目的实际成果和进度,实现对项目计划执行情况的控制。

航空发动机评审体系建设

航空发动机研制需要开展分阶段、分层级的技术评审以识别存在的问题,把控研制风险。开展评审体系建设有助于实现技术评审由主观到客观,由定性到定量的转变。航空发动机研制技术异常复杂、研制周期长、投入经费高,必须加强对研制成效进行评估和控制。

基于系统工程的航空发动机研发流程建设方法

航空发动机研制能力的提升,不仅仅在于单项技术,更重要的是建立健全航空发动机研发体系,掌握正向研制方法,积累研制经验,破解航空发动机的发展难题,而研发流程则是航空发动机研发体系的关键组成要素之一。航空发动机研发能力是衡量一个国家综合科技水平、科技工业基础实力和综合国力的重要标准~[1],需要有完整的研发体系支撑。

俄罗斯PD-35发动机项目分析

俄罗斯工业部门基于PD-14发动机,改进研制了起飞推力达到340k N的PD-35发动机,能够为民用宽体飞机和军用运输机提供动力,同时引领俄罗斯航空工业研发能力提升。俄罗斯双转子大涵道比涡扇发动机PD-35,起飞推力为340k N,是俄罗斯历史上推力最大的商用航空发动机。PD-35发动机研制项目由俄罗斯联合发动机公司(UEC)、俄罗斯联合飞机公司(UAC),以及众多主要领域的科研组织共同承担。

自激扫掠喷嘴:航空发动机燃油喷射新选择

针对航空发动机加力燃烧室内燃油雾化散布难,燃烧效率低的难题,创新团队提出了一种自激发、自维持的高频动态燃油喷射理论,发明了一种全新的自激扫掠喷嘴,可大幅改善燃油在高速气流中的雾化掺混性能和加力燃烧效率,为先进航空发动机燃烧系统设计提供了全新方案。

带中介轴承的双转子系统振动耦合作用评估

为了评估中介轴承对双转子系统的振动耦合作用,从临界转速位置振型变化、临界转速变化、模态振型与稳态不平衡响应的应变能分布变化、中介轴承受力变化等多角度,阐释双转子耦合振动的表现形式和关联关系,提出了相应的评价指标或评估方法,并以典型燃气涡轮发动机双转子系统为对象,进行了分析评估。结果表明,单转子的模态振型可能在双转子模态振型中表现为3种形式,一一对应出现、重复出现或耦合出现,对应的临界转速及应变能分布也会随之产生相应的变化;中介轴承受力在临界转速位置出现峰值,而应变能分布变化最大的转速位置与系统临界转速位置不一致,同时还受不平衡激励位置影响;各单元应变能占比变化量随转速变化曲线可详细分析特定不平衡激励下系统应变能分布变化情况。所提方法可为双转子-中介轴承系统的设计、故障诊断提供参考。

以需求为牵引的航空发动机型号问题分析方法研究及应用

发动机的研制和使用过程中会暴露大量的故障和问题,严重影响发动机的使用安全,明确发动机产品研制需求以及研发活动的完整性和符合性,是提升发动机研制质量的有效方法。航空发动机正向研发是一项复杂的系统工程。传统的航空发动机研制通常采用"设计—试验验证—修改设计—再试验"反复迭代的串行研制模式[1]。我国航空发动机研制初期,由于技术认知和研制能力有限,在研发体系不完备的条件下开始了型号研制,产品研制过程中存在需求内容、设计活动和验证活动不完整,需求符合性不确定等问题。