航空发动机分流环水滴撞击特性研究

为了研究航空发动机分流环的防冰需求,利用LEWINT软件对分流环的简化结构进行了水滴撞击特性计算。结果表明:分流环前缘区域水滴局部撞击率最高,上表面靠近前缘的区域和下表面前段有水滴撞击;随着来流速度增大,分流环总撞击率逐渐增大,撞击极限先增大然后缓慢减小;随着来流攻角增大,下表面局部撞击率逐渐增大,上表面撞击极限逐渐减小,分流环总撞击率逐渐增大,撞击极限逐渐减小,来流攻角超过6°撞击极限几乎不再变化;随着水滴直径增大,分流环局部撞击率、总撞击率、撞击极限逐渐增大;与水滴直径S-S分布相比,L-D分布的前缘局部撞击率偏小,分流环撞击极限偏大,总撞击率随水滴直径增大先偏大后偏小。分析结果可为分流环防冰设计提供参考。

一种适用于CJ1000A航空发动机的颗粒物排放性能评估方法

为有效预测评估航空发动机的颗粒物排放适航性,对国产CJ1000A航空发动机的颗粒物排放标准适用性进行了分析,基于航空发动机在起降过程中最大非挥发性颗粒物质量排放浓度与发烟指数之间的转换关系,提出了一种适用于国产CJ1000A航空发动机非挥发性颗粒物排放性能的等效评估方法。以额定推力与CJ1000A相似的CFM56-5B航空发动机为例,研究表明该等效评估方法所得的分析结果与实际审定结果一致,可以有效评估航空发动机的非挥发性颗粒物排放性能;同时,分析了该方法估算CFM56-5B航空发动机非挥发性颗粒物质量排放浓度的相对误差,结果表明有必要进一步提升该方法的整体鲁棒性。总体上,提出的等效评估方法可为CJ1000A航空发动机的非挥发性颗粒物排放性能分析提供参考依据。

典型民机电传飞控系统架构分析

详细研究了目前在国内民航业广泛使用的干线飞机A320、B777的电传飞控系统架构,对上述电传飞控系统的组成、布局、架构设计特征、工作模态等进行了梳理和分析,同时也总结了在飞控系统开展工程设计过程中涉及的如基于模型的飞控系统开发、飞控系统终极备份系统设计、机载系统适航技术、软件形式验证等热门技术问题,对今后电传飞控系统开展系统设计具有良好的参考意义。

气膜-发散组合冷却结构换热特性的实验研究

为了研究气膜-发散组合冷却结构的冷却特征,保证相同的开孔率,设计了三种不同发散孔排布形式的组合冷却结构,采用实验的方法对气动参数和几何参数对绝热冷却效率和对流换热系数的影响规律开展了研究。结果表明:绝热冷却效率和对流换热系数沿主流方向先逐渐降低,达到最低点后沿流动方向二者基本保持不变;在研究参数范围内,主流雷诺数和吹风比对绝热冷却效率的影响不大,但对组合冷却结构的对流换热系数影响较大,随着主流雷诺数和吹风比的增加,对流换热系数均呈现逐渐增大的趋势;针对三种发散孔排布形式的绝热冷却效率和对流换热系数,流向间距大的气膜发散冷却结构最高,流向间距居中的气膜发散冷却结构次之,流向间距最小的气膜发散冷却结构最低。

双涡轮增压系统压气机通流特性匹配方法

通过离心式压气机特性图谱分析,建立了压气机通流特性模型来表征节流线。基于压气机通流特性模型,针对车用柴油机典型工况建立了性能指标函数,从而指导增压系统匹配方案的确定。针对典型双涡轮增压系统,明确了增压系统匹配流程,建立基于压气机通流特性的匹配方法。针对某型6缸增压柴油机不同工况的性能参数指标,进行了相继增压系统和可调两级增压系统匹配计算,分别进行了大小增压器和高低压级增压器选型。通过搭建柴油机相继和可调两级增压系统试验台架,试验验证了双涡轮增压系统匹配方案,试验结果表明,所匹配的相继和可调两级增压系统能够满足不同典型工况的压比和流量要求,进而实现柴油机不同工况的性能指标,保证了柴油机全工况范围的正常运行。同时根据柴油机试验结果,以燃油经济性最优为目标,确定了相继和可调两级增压系统全工况控制策略。

三维编织复合材料细观几何建模及动态力学性能的研究进展

三维编织复合材料因内部存在由连续纤维束形成的空间网状结构,相比于传统层合复合材料具有更高的层间强度,相比于金属材料具有更高的抗冲击损伤和抗裂纹扩展能力。详细介绍了三维编织复合材料的细观几何建模方法,综述了三维编织复合材料动态拉伸、压缩性能,动态失效准则以及高速冲击性能等方面的研究进展,指出三维编织复合材料在细观几何建模和动态拉伸试验方面的未来研究方向。

基于应力分析的车载低温绝热LNG气瓶的结构优化和疲劳寿命研究

为了使车载低温绝热LNG气瓶在服役周期内安全运行,对车载低温绝热LNG气瓶整体结构开展了各典型工况下的强度分析、结构优化和疲劳寿命预测,完成了车载低温绝热LNG气瓶整体结构在5 g冲击下的全流程安全性评价。仿真分析了车载低温绝热LNG气瓶整体结构在6种典型工况下的应力并对结构不连续处进行应力评定,基于整体结构的应力分析对后支撑结构进行了优化,并对最关键主承压结构内胆开展了疲劳寿命预测和评定。通过全流程的应力和疲劳分析、评定研究,结果表明:车载低温绝热LNG气瓶整体结构满足强度要求;通过后支撑的优化,应力最高降低了53%,在最恶劣工况下,应力变化幅值由优化前的78.2 MPa下降为优化后的1.3 MPa,后支撑的疲劳寿命大幅提高;整体结构的疲劳寿命远高于各工况的许用寿命。

一种基于双喷嘴模型的涡轮等效流通面积计算方法

基于双喷嘴模型,利用反动度求静叶喷嘴出口压力,对等效涡轮流通面积计算方法进行了研究。将计算结果输入经校核的GT-Power仿真模型中反算得到不同转速下涡轮前后的气体状态参数,绝大部分仿真值与试验值误差小于4%;计算得出的涡轮特性曲线与实测曲线误差低于9%,高膨胀比时涡轮未出现阻塞,优于简单喷嘴模型。利用此方法计算的变海拔涡轮等效流通面积可实现3 000 m范围内最大扭矩点转速到标定功率转速的柴油机增压压力恢复。表明此模型具有较高精度,能适应较宽的膨胀比范围,可用于描述涡轮的工作状态和工作过程,表征涡轮流通特性和做功能力,进一步服务于增压系统与柴油机的匹配过程。