基于系统工程的航空发动机安全性评估追溯模型框架

航空发动机研制是一个反复迭代的过程,安全性评估是研制过程不可缺少的部分。在航空发动机“正向”研制过程中,通过系统性、规范化的分析、设计和验证等工作,可以有效预防灾难事故的发生和减少事故损失,降低发动机运营时的风险,提高航空发动机的安全性。本文依据基于系统工程的航空发动机的安全性评估过程建立追溯模型框架,可以与发动机研制相结合,保证安全性需求的设计实现。

基于系统工程的航空发动机安全性评估敏感性分析

本文依据失效状态为"需要时丧失灭火功能"的安全性评估实例为基础,对需要时丧失灭火功能的故障树中的11个底事件进行敏感性分析,分析结果显示事件1燃烧室破裂,事件2涡轮机匣破裂,事件3热区探测器失效,事件4冷区探测器失效为影响顶事件发生概率的敏感性事件,同时本文分析安全性需求变更时,如何应用安全性评估的追溯性,应对安全性需求的变更。

基于系统工程理论的军民机适航管理差异性分析

为科学梳理出军民机适航管理的差异性,提高军民机适航安全性,创新性地应用系统工程理论中的输入-流程-输出(input-process-output,IPO)模型,将适航管理作为系统工程的一个管理流程,建立基于系统工程理论的适航管理流程IPO模型。利用适航管理流程IPO模型的输入、输出、使能项、控制项、活动5个要素分别开展军民机适航管理差异性分析。军民机适航管理相同点在于两者都是以保障航空发动机的安全性为目标的一种全方位、全过程的过程控制管理。不同点在于安全性目标、管理机构、依据标准/法规体系、标准/法规的可裁剪性、派驻和分工方式、监管方式等方面的管理程度、强制程度不同。分析了军机适航管理和民机适航管理存在的具体区别,并为后续军民机适航管理的发展提供参考意见。

基于聚类算法的模块化方法及其在航空发动机研发中的应用

针对聚类算法应用于复杂产品模块化过程中的不足,提出了基于零件关联关系量化准则构建设计结构矩阵的方法,同时给出了以总联系信息流量为依据的模块化定量评价指标,建立了一套基于聚类算法的复杂产品模块化方法,并将其应用于某型航空发动机高压压气机产品研发中。研究结果表明:该方法能够为高压压气机产品核心研发团队的组建、职责分工提供指导。在研究范围内,将高压压气机构成零件划分为四个模块以及一个公共类属于最佳模块化方案。

TB5钛合金凸弯边橡皮成形简化模型及成形极限研究

基于凸弯边橡皮成形模拟分析和试验验证,分析了橡皮的不同简化模型对凸弯边橡皮成形起皱模拟精度的影响。在用ABAQUS模拟凸弯边橡皮成形时,橡皮简化为厚向4 mm的体单元网格,并用增强的沙漏控制模型,可兼顾计算精度和计算效率。基于工艺参数对凸弯边橡皮成形起皱规律的影响规律,确定了影响凸弯边橡皮成形的橡皮硬度和压力的最佳工艺参数。基于有限元模拟和试验设计,获取不同几何结构的凸弯边橡皮成形极限弯边高度。通过数学分析方法,建立了TB5钛合金凸弯边橡皮成形极限预测模型,并用试验验证其预测的准确性。

TB5钛合金薄板微观组织与弯曲性能关系研究

TB5钛合金板材具有优良的冷成形性能,适于成形中等复杂的航空航天用板材零件,但存在板材定形性差、成形后回弹大等问题。本文以TB5钛合金板材的冷成形为背景,探讨了TB5钛合金板材组织在弯曲变形过程中的变形行为及其微结构和成形性能的演变规律。结果表明,随着板材弯曲角度的增大或弯曲半径的减小,板材弯曲回弹角与中心变形处晶粒面积和晶粒横纵比正相关;板材中心变形处硬度和中心变形处晶粒面积正相关,与中心变形处晶粒横纵比负相关。

计算网格对气动力气动热数值模拟影响的研究

以二维圆柱钝头超声速流场为研究对象,应用计算流体力学方法研究了计算网格在气动力及气动热数值模拟中的影响。计算程序中对流项、扩散项分别采用AUSM格式和中心差分格式离散,并用多步Runge-Kutta显式时间推进法求解空间离散后的控制方程。计算结果表明,壁面法向第一层网格间距、网格长宽比以及扩张度等因素都会对壁面摩阻、热流的计算产生影响,尤其是壁面法向第一层网格间距影响最为突出。边界层的计算结果与实验数据进行了仔细对比,包括壁面压力分布,摩阻系数Cf分布,斯坦顿数St分布等。高马赫数滞止气流导致壁面附近产生巨大速度梯度以及温度梯度,这些梯度的准确计算需要合适的壁面法向第一层网格间距以及合理的网格长宽比、扩张度。

军用航空发动机适航管理信息化平台建设方案

军用航空发动机的适航管理工作贯穿于航空发动机研制、制造、运行的全生命周期阶段,历时周期长、涉及范围广。我国军机适航管理发展相对滞后,适航管理能力亟需提高,建设信息化平台有助于提高适航管理效率,实现综合管控。本文分析了适航管理信息化平台的建设现状,依据军机适航管理的功能需求分析,提出包含适航管理、体系管理、协同管理等模块的军机适航信息化平台建设方案构想,为军机适航信息化平台建设提供参考。

军用航空发动机适航工作需求分析

本文对国外军机适航发展历程进行简要梳理,分析国内军机适航发展现状和存在的问题,梳理出军机适航管理组织架构,构建军机适航文件体系框架,建立适航管理体系,开展军用航空发动机适航管理流程研究,完善保障能力建设等需求,为我国军用航空发动机适航管理工作的完善提供参考。

国外军用适航性审查准则研究

在军用航空发动机适航工作方面,国内尚处于初始探索阶段,需借鉴国外军机适航审查准则及适航管理经验,提高我国军用航空发动机研制的安全性和可靠性水平。本文简要介绍国外适航性审查的管理和技术类要求,对我国开展军机适航工作有一定的指导意义。

波瓣混合器内扩张角对一体化加力燃烧室性能的影响

通过开源场运算和OpenFOAM中二次开发的数值计算程序对某型一体化加力燃烧室进行了数值仿真研究,并基于仿真结果定量分析了波瓣混合器内扩张角对加力燃烧室气动热力性能的影响。结果表明:随着内扩张角的增大,强化了加力燃烧室中流体的混合效果,但同时也导致了较大的总压能损失。在加力燃烧室出口处,相对于基准环形混合器模型,内扩张角25°模型对应的热混合效率提升了16.2%、总压恢复系数相对下降了0.88%。当内扩张角逐渐增加时,缩小了不考虑与考虑辐射换热时热混合效率的差值,即减弱了辐射换热强化热掺混的效果。