航空发动机领域卓越工程师培养探索与实践——以南京航空航天大学能源与动力学院为例

随着国家实施航空发动机与燃气轮机“两机”重大专项,航空发动机研究已经成为国家重大需求,航空发动机事业亟须国防创新人才。针对航空发动机专业卓越工程师能力展开探索和尝试,有机梳理了现有人才培养过程中的不足,调整了培养过程的考核评价,改变了其培养途径,完善了其培养体系;将解释说明能力和发现问题能力按照同等要求加以培养,取得了较好的培养效果,为航空发动机人才培养积累了宝贵的经验。

南京航空航天大学能源与动力学院 卓越工程师培养探索与实践

新时代背景下,高等教育需要大批德才兼备的高层次人才,培养爱党报国、教业奉献、具有突出技术创新能力、善于解决复杂工程问题的卓越工程师队伍,工程教育的地位和作用更加凸显。南京航空航天大学(以下简称“南航”)始终面向国家战略需求,瞄准科技前沿和关键领域。

航空发动机创新创业人才培养机制——以南京航空航天大学能源与动力学院为例

针对航空发动机创新创业人才的培养机制展开研究,构建"三纵一横"人才培养体系。以立德树人为根本目标,围绕"理论教育服务实践能力培养、实践能力促进创新创业能力建设、创新创业促进理论教育发展"的先进理念,多维度、多方位地培养具有扎实理论基础、协同创新能力、工程应用实践能力和科研成果转化与应用能力的创新创业高技能型人才。

产教融合、范式转型:自主培养卓越工程师的探索与研究——以南京航空航天大学为例

立足大国竞争加剧、第四次工业革命和中国式现代化的交汇点,自主培养卓越工程师是强国建设、教育何为的有力回答。通过阐述产教融合自主培养卓越工程师的时代内涵与现实困境,构建以价值引领为灵魂的全员育人格局、以校企双方为主体的全过程育人链条、以工程项目为载体的跨界导师团队的立体化产教融合自主培养卓越工程师路径。

能源与动力类实验教学中存在的问题及改革措施——以南京航空航天大学《空天动力试验与测试技术》课程为例

结合近年来在能源与动力类专业实验教学实践经验,以空天动力试验与测试技术为背景,从实验室建设、师资力量配备以及实验室管理制度等方面对能源与动力类实验教学中存在的问题及弊端深入进行分析,并以问题为向导,从完善实验教学体系、创新实验教学方式和方法、健全实验教学师资队伍以及强化实验室管理体制改革等方面提出具体改革措施,以提高实验教学的针对性,促进学生创新、实践能力的培养。

大学生卓越人才培养模式再探索——南京航空航天大学“飞行器动力工程专业培优班”建设的思考

南京航空航天大学"飞行器动力工程培优班"自组建以来既取得了诸多经验,也反映出学生流动性过大和发展机会不足等问题。优化培养方案的关键在于改进招生模式,关注学生心态的培养与潜能的开发,利用学校优势与国内外著名校企建立交流机制,实现资源利用的最大化,进一步从传统教育向现代教育转型。

面向全校理工科专业的热工基础课程探索与实践——以南京航空航天大学为例

为了提高学生合理用能、节能及环保意识,南京航空航天大学面向全校理工科专业开设了36学时的热工基础课程。热工基础课程依托于能源与动力类专业工程热力学课程和传热学课程,并在此基础上针对具体教学内容、教学方式及考核方式进行了改革。通过三年多的探索与实践,达成了预期的培养目标。本文主要针对热工基础课程开设以来所取得的有益经验及现有不足进行了讨论。

论虚拟仿真实验在航空发动机教学中的重要性——以南京航空航天大学航空发动机原理虚拟仿真实验平台为例

航空发动机事关国家政治、国防以及经济等,是一个国家综合国力的体现。由于我国航空事业起步晚,尽管经过多年的发展,我国的航空发动机技术仍落后于欧美国家,其中航空发动机人才培养是制约着航空发动机技术发展的重要瓶颈之一。由于航空发动机实验成本高、难度大、污染高等原因,高校针对航空发动机专业的教学仍局限于理论课本教学,无法让学生切身掌握航空发动机的工作原理,极大地影响了专业人才培养的质量。虚拟仿真技术是教育部2018年提出的教育建设工程,可以有效地解决航空发动机整机实验中遇到的各类难点。文章以南京航空航天大学航空发动机原理仿真实验平台为例,阐述了虚拟仿真的必要性和组成结构,论述了虚拟仿真技术在航空发动机教学的重要性。虚拟仿真技术可以进一步促进我国航空发动机人才的培养,助力我国航空工业发展。

研究生科技创新思维培养的重要性及培养模式探讨——以南京航空航天大学为例

科学技术发展的新形势对科研人员提出了新要求。针对当前研究生创新能力不足与培养质量不高的实际问题,本文结合现有培养模式和新的环境,以南京航空航天大学研究生培养为例,对研究生科技创新思维培养进行了探讨。

基于学赛互融、产教互通的卓越人才培养探索——以南京航空航天大学车辆工程专业为例

从“双创”教学模式、工程实践平台、产教融合体系和人才评价机制4个方面讨论了南京航空航天大学车辆工程系卓越人才培养理念。为解决教学内容与产业发展联系不够密切的问题,注重项目驱动式实践课程设计,引导学生解决智能网联汽车领域的实际工程问题。组建“双师型”课程组,在课程教学中融入研究性和探究性元素,帮助教师面向产业赛道进行教学设计;组织学生参加高水平创新创业大赛,搭建校内选拔平台、健全奖励制度,挖掘学生“双创”潜力。以基础科研能力训练、企业项目式实习为载体,构建结构完善、具有鲜明教学特色的产教融合协同育人模式,为面向电动化、智能化、信息化汽车产业革新需求储备优秀的复合型技术人才。

航空发动机工程设计创新人才培养体系——以南京航空航天大学《航空发动机工程设计》课程为例

文章针对航空发动机工程设计创新人才的培养机制开展研究,建立以学生为主体、理论学习与工程实践并行的工程设计创新人才校企联合培养新模式。以国家需求为牵引,以工程应用为背景,以技术创新为目标,围绕“学生中心、产出导向、持续改进”的先进课程教学理念,培养理论基础扎实、工程经验丰富、树立“空天报国”志向的航空发动机工程设计创新人才。

碳纤维增强复合材料在航空航天领域的应用

先进复合材料在飞行器上的应用经历了从非承力结构到非主要承力结构再到主要承力结构的过程,在航空航天领域应用先进复合材料可以有效减轻各类飞行器的重量。以航空航天领域应用广泛的碳纤维增强复合材料为对象,简单分析了碳纤维增强复合材料的特点,总结了碳纤维增强复合材料在航空航天领域的应用情况,展望了航空航天领域碳纤维增强复合材料的发展趋势,旨在为碳纤维增强复合材料在航空航天领域的应用提供一定的参考。

航空发动机整机动力学建模及模型确认

针对航空发动机整机结构部件多、连接状态复杂、动力学特性预测困难的问题,提出了基于“超模型”虚拟测试数据的航空发动机整机结构分层次动力学建模及模型确认方法。建立各单个部件的简化模型,在初始无样机时,基于超模型的虚拟测试数据对单个部件简化模型进行动力学模型确认;基于两两连接部件超模型的虚拟测试数据,实现确认后的简化模型两两连接界面的修正与确认,连接部件超模型的虚拟测试数据通过部件的超模型与螺栓连接超模型建模理论获得;建立转子组件的动力学模型,并基于参考数据进行修正与确认;将确认后的转子模型和考虑连接的机匣系统模型进行组合,获得整机动力学模型。以某型涡扇发动机为例,采用该方法建立了其整机动力学模型。确认后的发动机整机简化模型的临界转速预测值与实际发动机整机测试的临界转速参考值对比,误差在10%以内,验证了方法的有效性。

航空用SOFC与锂电池混合动力系统优化设计

为了满足航空领域飞机飞行过程中的变负载需求,并获得飞机全飞行过程中的高效能量供给方案,本文搭建了直接氨固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel,cells,SOFC)-锂电池混合动力系统架构,采用基于规则的能量分配策略,开展了典型飞行任务中系统参数的匹配方法和海拔高度对混动系统性能的影响,以及典型飞行包线中混合动力系统的效率和功重比等参数的影响研究。结果表明:以BAe.146四发涡扇短程运输机的飞行为例,系统净发电效率为53.32%,功重比为0.4913 kW/kg,且SOFC系统输出功率和发电效率随着海拔上升而下降。这表明直接氨SOFC-锂电池混合动力系统能够满足不同飞行阶段的能量需求,也为混合动力系统在不同飞行高度下的优化设计提供了重要依据。

航空发动机高速柔性转子动力特性计算

用SAMCEF/ROTOR分析软件建立了某新型涡轴发动机动力涡轮转子的有限元计算模型,并对转子的动力特性——临界转速、振型和不平衡响应进行了系统的计算分析,试验验证了计算模型的正确性。本文的研究为同类转子的动力特性计算提供了参考。

航空发动机动力涡轮单元体高速动平衡试验研究

针对涡轴发动机动力涡轮转子在高速动平衡后必须经过分解和重新装配才能装在发动机中使用而带来的不足,提出直接对动力涡轮单元体进行高速动平衡试验。完成单元体的动力特性计算,通过分析单元体在发动机中的安装情况,设计并实施单元体的平衡方案,在此基础上完成动力涡轮单元体的高速动平衡试验,效果良好,平衡后的单元体没有经过分解和重新装配直接装机使用,并在发动机整机台架试车中表现出良好的振动特性,单元体的高速动平衡完全有希望取代动力涡轮转子的高速动平衡,而发展成为一项生产平衡技术,有很高的工程应用价值。

大学生卓越人才培养模式探索——“飞行器动力工程专业培优班”建设

通过"飞行器动力工程专业培优班"的建设,对大学生卓越人才培养模式进行了探索,飞行器动力工程专业卓越人才培养模式探索需要考虑的主要内容包括可行性与操作形式,专业能力培养的定位,学生专业思想教育与管理模式,培养方案设计与教学计划安排,学业指导方法与师资力量配备,同时还拟建立起调研—总结—分析—凝练—实践—修改与完善—提出可行的一套培养体系的探索方法与技术路线。

航空小型动力装置试验台测试系统

针对航模、无人驾驶侦察机和靶机等飞行器经常采用带螺旋桨的活塞式小型动力装置 ,本文设计了一种小型台架测试系统。文章介绍了系统的组成、硬件设计、软件设计及系统的应用。测试结果表明 ,该系统具有测试精度高、可靠性好、操作和维护方便等特点 ,可用于小型飞行器的生产、科研。

航空动力装置任务可靠度模糊预计与分配的综合

根据Vague集的直觉性,定义一种判定Vague值真值的函数,进而给出一种确定Fuzzy隶属度的方法。将此方法应用于模糊综合评判理论,得到一种在设计初期根据专家意见,预计航空动力装置任务可靠度的模糊决策方法。根据预计值和比例组合分配法的思想,先按任务可靠度模型的等效串联模型进行任务可靠度指标的分配,然后再对等效串联模型中冗余部分的指标进行分配。

面向21世纪航空动力控制展望

本文展望了跨入 2 1世纪之际航空动力装置控制系统的发展方向 ,在技术上将向数字、综合、分布、光纤、多变量、容错及智能控制等方向发展 ,其达到的效益是提高性能 (推力或功率 )、提高可靠性、减轻重量、降低耗油率。