基于飞行器动力工程专业的学业指导实践与思考

随着我国科技强国战略部署的深化推进,高校飞行器动力工程专业教育的重要性越来越突出。飞行器动力工程专业以研究飞行器动力工程装置及其控制系统为主,涉及数学、力学、机械、电子、材料等方面知识,面向我国航空、航天动力系统等领域。根据飞行器动力工程专业人才培养方案要求,发挥专业教师的自身优势,利用教学科研平台,结合科研项目推进专业体验和引领,针对学生自身特点、自身基础性条件和行业未来需要,帮助学生提升专业技能,引导学生面向航空发动机工程性维修、发动机结构强度、发动机控制、发动机燃烧、流动与传热等专业各个方向进行积极探索,帮助其确定学业发展方向。基于飞行器动力工程专业的学业指导实践与思考,有利于提升飞行器动力工程专业人才培养质量,也可为新时代高校学业指导工作建设提供有益参考。

倾转旋翼飞行器机翼滑流区面积可视化计算方法

机翼滑流区面积计算是进行倾转旋翼飞行器旋翼与机翼气动干扰分析的关键,针对倾转旋翼飞行器机翼滑流区面积计算,基于CATIA二次开发和参数化设计技术,结合气动计算和三维几何图形运算,提出一种可视化计算方法,其能够在考虑机翼和旋翼参数影响的情况下,准确计算机翼滑流区面积,并且能够直观地确定机翼滑流区区域及机翼滑流区随各项参数的动态变化过程。通过基于XV-15倾转旋翼飞行器参数进行实例计算和分析,结果表明:机翼安装角、后掠角、上反角等机翼参数在纵向和侧向分析时对机翼滑流区面积影响较小;旋翼后倒角、侧倒角及旋翼主轴侧倾角等旋翼参数对机翼滑流区面积影响较大;在不考虑旋翼后倒角和侧倒角的情况下,采用所提方法对XV-15倾转旋翼飞行器机翼滑流区面积进行计算,计算精度最大可提升18.976%。

体现航空特色的“传热学”教学改革探讨——以飞行器动力工程专业为例

“传热学”是研究热量传递规律及其应用的工程技术学科,是飞行器动力工程专业一门重要的专业学位课程,具有知识面广、实践性强的特点。该课程传统的教学内容过于偏重经典的传热学理论,没有体现出航空类专业的特色。为此,结合专业特点,提出调整教学内容、增加航空特色和课程思政、更改考核方式等方法,从而提高学生使用专业知识解决问题的能力,增强实践能力,启发独立思考能力,提高自主学习积极性,以达到良好的教学效果。

航空发动机全飞行包线稳态划分方法研究

航空发动机在鲁棒控制器设计过程中存在飞行包线区域难以系统划分的问题,为此,提出基于推力耗油率特性和基于动压耗油率特性的航空发动机飞行包线划分法。根据某型涡扇发动机在全包线范围内稳态工作时的推力、耗油率及动压特性,结合大气条件的客观规律,通过两种划分方法将飞行包线划分为65个区域,用每个区域对应标称点的参数代替其周围小偏差区域和边界点参数。通过对该发动机全飞行包线内各区域标称点与边界点参数的对比,证明两种方法均对全飞行包线划分有效,可为后续航空发动机控制器设计提供理论参考。

南昌航空大学 萌生一个蓝色的梦

历经十二年寒窗苦读,经历恩师同窗的教诲与帮助,经历亲朋故友的祝福与期待。在此,祝福你们,即将跨入大学校园的天之骄子。从明天开始,你就要面对一个完全不同的学习环境,完全不同的生活空间。明天是一个新的起点,是学道习业的延续,更是开拓创新的开始。你将会对我们的社会关注更多,将为你的未来付出更多……

基于TBC技术的航空发动机热端部件保护结构

热障涂层在航空发动机中被用作热端部件的保护结构,能有效保证航空发动机热端部件正常运转,是一种能显著提高其工作效率和寿命的表面防护技术。航空发动机的热端件占航空发动机总重量的40%~60%,这些热端件的性能几乎决定了航空发动机的主要性能,所以TBC技术的研究和发展在如今看来至关重要。本文主要介绍了热障涂层系统的分类、具体结构、制备方法,MCrAlY合金粘结层材料和Pt-Al合金粘结层材料的研究进展,介绍了单元素掺杂改性YSZ涂层陶瓷材料和多元素掺杂改性YSZ涂层陶瓷材料的研究进展,以及对热障涂层技术的失效机理进行简要的介绍。在文章的最后,对热障涂层材料方面和失效分析方面的未来发展趋势和方向进行展望。

飞机润滑工作对飞行安全性的影响分析——以“阿拉斯加空难事件”为例

针对MD-83飞机的水平尾翼平衡调节系统因润滑作业周期延长、润滑不足导致飞机坠毁的空难事件,介绍了润滑保养工作与飞行安全的关系、最佳的润滑作业周期确定方法、水平尾翼平衡调节系统组成及工作原理,阐述了空难事件发生过程,详细分析了空难事件产生原因。分析结果发现:阿拉斯加航空公司延长了伸缩螺杆润滑维修作业保养周期,违反润滑保养工作程序,是造成此次空难事件的主要原因,机长在应急处理中的人为差错是次要原因。最后,提出了四条预防措施,保证飞行安全。

“航空航天概论”通识教育和课程思政协同

为实现知识传递和思想引领协同融合的教学目标,针对“航空航天概论”课程特点,就通识教育与课程思政协同融合教学体系进行分析。基于航空航天科学技术体系和授课对象专业特性分析了该课程教学设计存在的问题。在详细研究课程隐性和显性思政元素基础上,提出构建通识教育、专业教育和思政教育“三位一体”的课程教学目标,并因地制宜地提出通识教育和课程思政协同融合的课程教学设计方案。

高超声速飞行器的气动力工程计算

为满足高超声速飞行器在概念设计和优化设计中对气动力快速计算的需求,基于C/C++研究和开发了高超声速飞行器的气动力快速计算程序。使用该程序对HL-20升力体和双椭球模型的气动力特性进行计算,将计算结果与风洞实验数据进行对比分析。结果表明,计算结果与风洞实验数据吻合良好,该程序能够准确计算高超声速飞行器的升阻特性。通过修改工程计算方法,对比计算数据,验证本文使用的计算方法的精度,同时也体现了该程序可以灵活选择适合的计算方法的特性。此外,该程序不仅可以自由的更换计算方法,还能够作为C++的库文件链接成为优化程序的一部分,实现高超声速飞行器的概念设计和优化设计。

面向工程教育专业认证的动力工程专业实践教学体系改革与实践

工程教育专业认证从工程训练、实验课程、课程设计、生产实习、科技创新活动和毕业论文六个方面对专业实践教学提出明确要求。参照工程教育专业认证,该文对某高校动力工程专业实践教学方面存在的主要问题进行分析;重构实践模块分层化、实践能力递进化、科技创新全程化和校企育人协同化的实践教学体系;围绕强化校内校外实践教学条件、提升教师实践教学能力水平、激发学生实践活动参与热情和健全实践教学持续改善机制等方面开展改革与实践。该研究以期为工程类特别是动力工程专业的认证提供借鉴,为提升实践教学质量提供参考。

基于RBF神经网络补偿的航空发动机H_(∞)自适应控制研究

航空发动机控制系统是飞行器的重要机构,航空发动机存在的控制增益衰减和未建模动态等不确定性问题影响了其控制性能,为此设计将H_(∞)自适应控制和补偿控制相结合的控制器。首先,基于混合灵敏度理论设计H_(∞)自适应控制器;然后,基于Lyapunov严格稳定理论设计RBF神经网络补偿控制器对不确定性进行拟合补偿,并通过与误差相关的线性函数调整拟合速度;最后,以归一化后的航空发动机模型为被控对象进行多变量仿真试验。结果表明:本文设计的自适应控制器能够有效补偿不确定性,相比H_(∞)控制器,超调量和调节时间都有所降低。

航空发动机矢量喷管无线测控系统设计

针对航空发动机矢量喷管与系统电子控制器之间的连线、接口易出现电气故障,导致系统的稳定性、可扩展性差等问题,提出了一种航空发动机矢量喷管无线测控系统方案,并设计了无线传感测量系统和上位机软件。无线传输模块与单片机之间采用SPI通信,解决了传输速率受波特率限制问题,对通信速率和丢包问题进行实验验证,结果表明传输速率由11.4 kb/s提高到675.5 kb/s,连续通信2 h不丢包、不多包。

基于Workbench的航空发动机双辐板涡轮盘强度分析及结构优化

应用workbench商业有限元分析软件对双辐板涡轮盘和传统涡轮盘进行了强度分析,结果表明:双辐板涡轮盘在质量方面具有优势,但在强度方面略逊于传统涡轮盘,接下来采用参数化直接优化的方法对双辐板涡轮盘进行结构优化,结果表明该优化方法使得双辐板涡轮盘在重量和强度方面均得到提升。

基于数字孪生航空发动机的数学建模综述

在航空工业中,航空发动机可以说是飞机中最为重要的一部分,承担着产生推力、提供电力和气源等重要任务。因此,对于发动机的性能表现和工况分析十分关键,而数学建模技术是一种有效的分析工具,具有十分广泛的应用前景。航空发动机模型是航空工业中不可或缺的工具,通过该模型可以进行发动机设计、性能优化和工况仿真分析等,对于提高发动机性能和降低运营成本具有十分重要的作用。本文将以航空发动机为研究对象,探讨建立数学模型进行发动机性能、燃油消耗和排放等方面的分析和优化,并对其运用的算法进行归纳整理。

考虑序列相关准备时间的分布式柔性作业车间调度研究

针对考虑序列相关准备时间的分布式柔性作业车间调度问题,提出以最小化最大完工时间为优化目标的混合整数线性规划模型,并提出一种改进遗传算法。采用基于负荷均衡的种群初始化方法提高初始种群质量,根据问题特性构造6个局部扰动算子,设计多重局部扰动策略提高算法的局部搜索能力。通过扩展柔性作业车间调度基准生成测试算例,使用正交实验确定算法参数。实验结果表明,所提改进策略能够有效提高算法性能,求解结果优于对比算法,验证了调度模型和所提算法的可行性和有效性。

湍流普朗特数在高超声速绕流中的修正

为精确模拟高超声速激波/湍流边界层干扰导致的复杂非平衡湍流流动,提出一种湍流普朗特数修正模型。应用数值模拟及理论分析方法,对高超声速来流马赫数为9.22的平板、压缩拐角等绕流进行数值分析,评估了所提出的湍流普朗特数修正模型。数值模拟结果与实验数据及Kays湍流普朗特数模型的对比表明:对高超声速复杂流动,湍流普朗特数应进行修正,提出的经湍流非平衡参数修正的湍流普朗特数修正模型与原模型及Kays模型相比,给出的壁面压强、壁面热流更精确,壁面最大热流相对误差小于6%。

铁颗粒非均相着火模型与着火特性研究

基于缩小未反应核模型,考虑氧化层对氧气的扩散影响,构建了空气中Fe颗粒的非均相着火模型.模型计算的着火温度与实验着火温度的最大误差为6.95%,与Mi等的着火模型对比,两者所计算的颗粒升温速率基本一致,着火延迟时间的数量级相同.基于该模型研究了环境压强、氧气浓度、初始氧化层厚度和颗粒粒径对着火温度、着火延迟的影响.结果表明:着火温度、着火延迟时间随环境压强、氧气浓度增大而减小,随初始氧化层厚度增厚而增大;粒径小于10μm的范围内,着火温度随粒径减小而增大,粒径在10~50μm范围内,粒径对着火温度影响不大;随着粒径增加,着火延迟时间增加.

飞机上刹车杆仿竹轻量化结构及响应面法优化

起落架是飞机重要的部件之一,为降低结构重量和应力集中现象,结合3D打印技术的发展,在总质量不增加和外形尺寸不突破的前提下,将原十字结构改为空心圆柱结构,并参考竹结构,给出了两种起落架上刹车杆仿生结构,采用响应面法进行了进一步的参数寻优。仿真分析结果表明:采用仿竹结构后,两种仿竹结构质量分别降低了17%和14.98%,最大等效应力值分别降低了57.34%和57.90%。说明仿竹结构对降低最大等效应力具有非常好的作用。本优化方法对杆件轻量化设计具有实际意义,并可推广使用。

Mg在CO_(2)/Ar混合气体中的双反应区燃烧模型研究

Mg粉/CO_(2)是实现火星探测原位资源利用的理想推进剂。针对Mg颗粒在含CO_(2)混合大气中燃烧,基于火焰层假设,建立了Mg在CO_(2)/Ar混合气体中的双反应区燃烧模型,分析了Mg在CO_(2)/Ar燃烧过程中各组分质量分数、各组分流量、颗粒和火焰层的温度分布,研究了环境压强、CO_(2)质量分数、环境温度和颗粒粒径对燃烧特性的影响。结果表明:环境压强增大,颗粒温度增大、火焰层温度变化不大。在环境压强低于20 kPa时,火焰层半径随环境压强升高快速增大,颗粒燃烧时间随环境压强升高快速变短,随后都基本保持不变;CO_(2)质量分数增大,颗粒温度与火焰层温度升高、火焰层半径减小、颗粒燃烧时间缩短;环境温度增大,颗粒温度变化不大、火焰层温度升高、火焰层半径减小、颗粒燃烧时间延长;颗粒粒径增大,颗粒温度与火焰层半径变化不大、火焰层温度降低、颗粒燃烧时间延长。

飞机飞行品质规范发展综述

首先阐述了国内外有人驾驶飞机飞行品质规范的发展历程;然后对无人机飞行品质规范的发展现状进行了分析,介绍了国外无人机飞行品质规范的研究前沿;针对飞行品质规范的强制性问题进行了分析;最后总结了对我国飞行品质规范发展的几点启示。