以史为镜继往开来——成都航利集团企业史编修实践与体会

企业史是一个企业发展变化历程的真实全记录,涵盖企业创建、发展和现状方方面面的内容,对于一个企业传承过去、服务现在、开创未来具有极其重要的隐性价值。航利集团一直重视史志编修工作,组建四十余年来,伴随着企业不断发展壮大,历经三轮专门集中修史。笔者有幸参加第三次企业史编修,现结合个中体会,谈谈对修史工作的粗浅认识。一、着眼"三个作用"。

附加阻尼环的航空齿轮强迫响应分析方法

为了避免航空齿轮振动过大导致齿轮辐板破裂,在齿轮外缘安装阻尼环是一种有效减振方法。针对工程中阻尼环设计时缺乏有效便捷的设计方法问题,基于能量法建立了航空齿轮节径型振动下阻尼环的等效参数模型。在给定模态振型下,将阻尼环的影响效果简化为依赖于齿轮振幅(振动应力)的等效阻尼、等效刚度和等效质量,实现了齿轮-阻尼环系统幅频响应快速求解。以某航空齿轮为例,分析了激励载荷、摩擦系数、转速以及结构固有阻尼对强迫响应的影响,结合许用振动应力进行了阻尼环优化设计。结果表明:阻尼环减振效果与振动应力具有强非线性,在本文给定的激励载荷及100 MPa许用振动应力下,阻尼环质量比不应大于5%,最佳摩擦系数为0.1,设计得当的阻尼环能够降低50%以上的振动应力。

基于滞环控制的航空发动机快速电磁阀控制仪设计

使用滞环控制方法实现快速电磁阀两端电压的脉宽调制,精确控制流过快速电磁阀的强激电流和维持电流的幅值,使用变频变占空比的方法控制流过快速电磁阀电流脉冲的占空比,具备输入过压、输入欠压和输出短路保护功能,设计了一款基于滞环控制的快速电磁阀控制仪。该快速电磁阀控制仪已经在航空发动机快速电磁阀及其主燃油控制附件的维修过程批量使用,杜绝了因控制器输入信号不稳定导致的航空发动机主燃油系统故障,且抗干扰能力强,能够预防维修过程人为差错,起到了提高航空快速电磁阀维修质量的作用。

针对航空发动机修理排故过程的转子等效柔性平衡方法研究

针对某型航空发动机大修后试车振动故障频发问题,为进一步提升高压压气机转子动平衡品质,在现有双面低速动平衡工艺的基础上,提出一种改进的“低转速、三校正面、分步平衡”的等效柔性平衡方法,弥补了传统双面平衡法的不足,对转子分布振型不平衡实现部分补偿。基于该理论方法,制定了工艺操作流程,已对多台发动机高压压气机转子进行了平衡试验,效果良好,提高了一次排故成功率,有效解决了台架试车振动故障问题。

某型航空发动机过热金属屑信号器涂层修复工艺改进研究

某型航空发动机过热金属屑信号器浸入滑油中的工作表面涂层为环氧树脂。该涂层在外场工作及返修时经常出现裂纹、掉块等现象,必须进行修复,即去除老旧涂层,涂抹新涂层。在修复过程中,旧涂层的去除、新涂层的固化、打磨修整一直都是棘手的问题。针对环氧树脂涂层修复技术问题,本文开展过热金属屑信号器涂层修复技术改进研究。修复后的产品经工艺试验验证合格。结果表明,改进后的过热金属屑信号器涂层修复技术,提高了过热金属屑信号器涂层修复质量和生产效率,极大缩短了产品的修复周期。

某型航空发动机电缆插头尾夹装配工艺研究

针对某型航空发动机电缆插头尾夹装配工艺缺陷导致的断线故障,基于故障机理分析,开展电缆插头尾夹装配工艺改进研究,针对性制订了装配工艺改进方法,并通过抗拉对比试验、振动对比试验和有限元仿真分析对工艺改进前后样件进行了试验验证和仿真验证。验证结果表明,改进后的安装工艺,通过提高夹装辅材弹性模量,增大插头导线对外部振动能量的阻尼强度,可有效削弱插头内部导线对外部振动、拉扯的影响,对降低该型航空发动机电缆断线故障概率具有显著作用。采用的分析思路、试验方法和有关结论,可用于相似结构的电缆插头断线故障的机理分析和故障控制方法制订。

某型航空发动机加力参数异常故障原因分析

针对某型航空发动机出现的加力参数异常故障,根据发动机加力状态控制计划和调节规律,建立了以“加力参数异常”为顶事件的故障树,进行性能试验、分解检查,对故障原因进行分析,最终确定了故障源。根据控制原理分析与检查结果,判定该故障的具体原因为喷口加力调节器摆锤活门组件螺帽拧紧未到位,飞行过程中振动使螺帽松脱,螺帽与锁片通过低压腔进入喷口调节器使小轴支架组件卡滞,进而输出轴卡滞导致输出角度停留在部分加力状态,发动机无法正常退出加力进而导致加力参数异常。

激光熔覆在民用航空维修领域的应用

民用航空器的维修质量直接影响飞行安全,选取合适的维修方法尤为重要。文章研究了目前国内增材制造技术对民用航空维修领域的影响,并着重研究激光熔覆技术的应用。该技术通过将金属材料粉末熔化并迅速凝固,可以修复损伤、故障的航空器零部件,从而提高航空器的可靠性和性能。尤其对于钛合金等材料,激光熔覆技术具有很高的适应性和优势。

钒钛磁铁矿尾矿/高岭土复合整体材料的制备及光催化降解罗丹明B的研究

在钒钛磁铁矿的开发利用过程中形成了大量堆积的尾矿,既造成土壤污染,还危害周边居民的身体健康。因此,开发钒钛磁铁矿尾矿的有效利用方法具有重要意义。本实验使用钒钛磁铁矿尾矿和高岭土为基体、硅溶胶为粘接剂、氯化铵为改性剂,制备了钒钛磁铁矿尾矿/高岭土复合整体材料,考察了制备条件对材料光催化降解罗丹明B的影响,使用XRF、XRD、SEM、BET、XPS和UV-Vis DRS对制备的材料进行了表征。结果表明,制备的复合光催化材料在60 min内对罗丹明B的去除率达到了71.5%,4次重复使用后,对罗丹明B的光催化降解仍具有一定效果。研究对钒钛磁铁矿尾矿的整体利用及“以废治废”综合利用有一定意义。

外骨骼助行机器人关节运动轨迹研究

外骨骼助行机器人耦合在人体下肢各关节处实现整体协调运动。有效、合理的关节运动轨迹对于外骨骼的辅助运动至关重要。通过对助行机器人结构特征及关节运动角度的分析,采用D-H参数法建立了外骨骼机器人在矢状面内的正向和逆向运动学模型,并通过位姿变换求解出各关节变化量。针对外骨骼助行机器人关节运动进行轨迹规划,利用Matlab Robotics Toolbox中的link函数建立了外骨骼二连杆机构的三维仿真模型,并采用五次多项式插值函数对外骨骼髋关节、膝关节进行了关节轨迹规划。仿真得到关节位移、速度和加速度三个运动轨迹曲线。仿真结果光滑连续,符合外骨骼辅助运动的特征。该研究能够为外骨骼助行机器人的控制设计提供参考。

一种民航发动机滚动轴承故障预警方法

为了提前感知滚动轴承故障,避免民用航空发动机非计划维护带来的损失,提出了一种故障预警方法。对轴承振动信号进行特征工程,提取其时域和频域特征,引入梯度提升决策树(Gradient boosting decision tree,GBDT)算法,量化了特征重要度;在特征相关性分析的基础上,利用核主成分分析(Kernel principal component analysis,KPCA)方法实现特征融合与主元提取,再次结合GBDT构建了故障预警模型,使用交叉验证法实现了模型泛化能力评估。结果表明:KPCA+GBDT模型的泛化性能显著,模型的F_(1)分数高达0.991,对应的受试者工作特性(Receiver operating characteristic,ROC)曲线下面积的值为0.998,体现出该方法用于支撑航空发动机健康管理与维护决策工作的工程应用价值。

某型涡扇发动机主调性能试验器转速闭环控制系统研究

为了解决人工手动测试无法再现某型涡扇发动机高压转子转速(n2)的摆动故障,导致主燃油调节器维修效率低、维修质量差等问题,提出一种基于主燃油调节器性能试验器的自动控制算法。根据发动机台架试车数据与理论分析提出一种分段模糊自适应PID控制算法,利用模糊控制理论建立n2转速控制模型,实现n2从起动到最大状态的稳定工作,并筛选出引起转速摆动故障的主燃油调节器。试验结果表明,该控制系统能够在主燃油调节器性能试验器上进行n2闭环控制,从慢车到最大状态稳定工作时的n2转速与发动机台架试车数据基本一致,并且算法稳定性优于经典PID算法,能够在进行航空燃油燃烧的试车台试验之前,挑选出引起转速摆动故障的主燃油调节器。

某航空部件的排气噪声预测研究

为了预测某航空部件的排气噪声,以某型民用航空部件中试验器排气系统为研究对象,通过经验/半经验方法建立噪声预测模型,经过流场数值和波动理论仿真不同工况下该型航空部件排气噪声拟生源和声传播相关数值。预测得出总排气口附近噪声超过160dB,峰值频率约为400Hz。该预测结果为试验器降噪设计和试验器厂房选址提供了技术基础。

激光熔覆修复航空发动机风扇机匣TC4钛合金静子叶片

结合航空发动机大型风扇机匣TC4钛合金静子叶片的修复需求,研究了损伤叶片的激光熔覆修复工艺,对熔覆层成分、组织、显微硬度及力学性能进行了分析。试验结果表明,激光熔覆层TC4钛合金的O、N、H元素成分满足标准要求;激光熔覆区为具有魏氏体组织特征的柱状晶,柱状晶内部为细密的马氏体组织,热影响区为柱状晶和双态组织的混合组织,并逐渐过渡到基体的双态组织;激光熔覆层显微硬度平均比母材高15%,过渡平缓;激光熔覆TC4试样的室温拉伸、400℃高温拉伸、热暴露试验的强度结果均高于母材试样,断后延伸率稍低。采用单道多层熔覆工艺对受损叶片进行修复,验收合格后,风扇机匣得到使用。

航空发动机压气机叶片表面清洗技术研究

针对飞机压气机叶片服后的油污、锈蚀,研究出不损伤叶片表面渗铝层和硅酸盐涂层的高效清洗剂。试验表明,研究的多功能清洗剂表现出较优的除油、除锈效果,稳定性能高。与原酸洗方法除锈工艺相比,保护了叶片表面的渗铝层;可以满足航空发动机压气机叶片表面清洗的要求。

未来航空发动机热障涂层材料及制备技术

概述了未来航空发动机热障涂层最有前景的新材料、结构和制备工艺。新材料主要有改进型氧化钇稳定的氧化锆、A2B2O7型材料;新结构主要有双陶瓷层;新工艺主要为制备含垂直裂纹的热障涂层的改进大气等离子体喷涂、等离子喷涂-物理气相沉积、悬浮液等离子喷涂、电子束直接气相沉积。这些相互结合,必将促进高性能热障涂层的快速发展和应用,使其在未来航空发动机中发挥重要作用。

航空发动机燃油喷嘴雾化角度测量研究

喷雾锥角的大小直接影响到燃料在燃烧室空间的分布特性。为解决传统的人工测量喷雾锥角方法的精度较低、重复性较差等难题,拟采用基于计算机视觉与图像处理技术,运用MATLAB/GUI软件的强大图像处理功能设计出航空发动机燃油喷嘴雾化角度测量系统,实现可视化界面操作。结果表明:该系统处理速度较快、精度较高,可减轻人工判读的繁琐工作量,对于质量较差的图像,可通过人工判读,减弱系统读取误差对试验结果的影响。

3D打印技术在航空发动机维修中的应用

简述了3D打印技术在解决航空发动维修的零备件采购、提升再制造能力、战场应急抢修中发挥的重要的作用,具体分析了航空发动机零部件3D打印技术体系及其在高压涡轮叶片维修中的应用。

高压水射流技术在航空发动机中的应用与展望

高压水射流技术因成本低廉、环境友好、适应能力强,在航空发动机领域得到了广泛应用。简要介绍了高压水射流技术的原理及特点,分别从去除涂层、切割加工、冲击强化、其它应用等4个方面综述了高压水射流技术在航空发动机中的研究与应用情况。最后,指出通过集成智能化柔性化、开展相关机理研究、实现技术复合化等手段可进一步促进高压水射流技术的发展与应用。

一种航空发动机零部件水基积炭清洗剂研制

航空修理中,航空零件表面积炭去除困难。采用高效表面活性剂、增效剂、缓蚀助剂、添加剂,按照优化复配技术的原理和方法,研究出适合航空发动机零部件的专用清洗剂技术,满足了航空发动机零部件维修的要求。