基于CFX的某型航空发动机燃气涡轮特性计算

使用CFX软件对某型航空发动机的燃气涡轮进行特性仿真计算,计算结果表明,该燃气涡轮性能平坦、工作范围宽,能满足某型发动机的设计指标。仿真计算结果可以为发动机的改进设计提供重要的参考。     

航空发动机碳纤维复合材料风扇叶片叶尖间隙测量研究

动叶片的叶尖间隙参数直接决定航空发动机的工作效率和运行安全，随着发动机朝着质量更轻、运转效率更高的方向发展，碳纤维复合材料(CFRP)被广泛应用于大涵道比航空发动机风扇叶片的设计，然而材料导电性会影响间隙测量结果。提出了一种基于电容法的CFRP叶片叶尖间隙测量方法；利用显微观察和元素分析，获取了CFRP叶片导电性规律，建立了仅碳纤维层参与构成电容器极板的叶尖间隙测量模型；开展了金属叶片和CFRP叶片叶尖间隙测量的仿真和实验，结果表明，两种叶片在不同间隙值下的电容输出呈比例关系，CFRP叶片的叶尖间隙测量精度优于45μm;完成了某型大涵道比航空发动机的测量试验，验证了航空发动机CFRP风扇叶片叶尖间隙测量方法的可行性和可靠性。     

某新型航空发动机的建模及仿真研究

建立航空发动机的数学模型进行仿真实验在发动机的整个研制过程中尤为重要.针对目前大多航空发动机的建模及仿真研究都仅限于单轴或双轴发动机的问题,结合某新型航空发动机的特点提出三轴发动机的建模及仿真方法,并通过HIL仿真试验系统的综合测试.对比分析结果表明,某型航空发动机的数学模型具有较高的置信度,所提出的数学模型能够满足控制器HIL仿真、控制器测试等方面的应用要求.     

基于SMI辨识的航空发动机模型建立

文中采用子空间模型辨识结合预报误差的方法在某一稳态点对某型航空涡轮发动机的动态模型进行了辨识,建立了该型航空涡轮发动机在该稳态点的'小偏离'动态状态空间模型,以满足在航空发动机性能分析以及故障诊断等领域对动态模型的需要.仿真结果表明,所采用的辨识方法很好地融合了子空间方法的简单性和预报误差法的最优性,用于航空发动机模型辨识是可行的.采用该辨识方法所得的发动机模型具有较高的精度,可以用于航空发动机性能分析,发动机控制以及故障诊断等领域.     

基于虚拟现实技术的航空涡扇发动机仿真系统

利用虚拟现实技术的优势和特点,研制成功一大型航空燃气涡轮风扇发动机仿真系统.系统采用了多种虚拟现实的关键技术,创造了一个具有强烈沉浸感和真实感的虚拟实验环境,并利用此环境结合航空发动机的专业知识开发成功了三大功能模块,直观生动地揭示了发动机原理,发动机构造,发动机试车等航空燃气涡轮风扇发动机的主要部分专业理论知识,为航空发动机领域相关从业人员带来了一种全新的学习研究工具.     

考虑寿命的航空发动机最优加速控制规律研究

传统航空发动机控制主要考虑在安全可靠前提下保证发动机性能,而延寿控制则通过适当修改加速控制规律,使发动机寿命得到大幅度延长,同时加速性能不变或略有可接受的降低.针对加速控制规律最优化设计中所遇到的求解问题,以某型涡扇发动机涡轮导向叶片的热机械疲劳寿命为例,提出采用动态稳定法来解决给定寿命因素约束条件下的最优加速控制规律设计.仿真结果表明,所设计的加速控制规律充分挖据了发动机加速性能潜力,又保证了叶片热机械疲劳损伤的极限情况,是最优的;通过略微牺牲发动机加速性能的情况下,可明显延长叶片的工作寿命.     

一种涡轮叶尖间隙主动控制系统的建模与仿真

为了提高现代航空发动机的性能,通过机械装置来控制(减小)涡轮叶尖间隙成为现在和未来的一个研究热点。在分析研究了航空发动机在不同工况下涡轮叶尖间隙的变化规律的基础上,提出了一种双闭环主动快速控制系统。进而,设计了一种可以控制非均匀叶尖间隙变化的作动装置,并对其进行了深入的数学建模分析。最后,分别通过PID和模糊PID两种控制器工作方式,对所设计的涡轮叶尖间隙主动快速控制系统的控制效果进行了仿真验证,结果表明,在起飞时段,PID控制曲线与模糊自适应PID控制曲线基本重合;但是在巡航、迅速减速、迅速加速、再次巡航时段,模糊自适应PID的控制效果要明显优于PID控制。     

影响涡轮叶尖间隙的转子振动抑制方法

为了提高现代航空发动机的性能,涡轮叶尖间隙的主动控制已成为国内外的一个研究热点.在对影响涡轮叶尖间隙变化因素的初步分析基础上,针对飞行器稳态飞行条件下涡轮转子系统的不平衡力产生的振动对叶尖间隙的影响,提出了一种新的抑制涡轮转子振动的方法——电磁平衡头在线动平衡方法,并通过建模仿真分析,论证了这种方法的有效性.     

基于部件参数估计的航空发动机故障预测技术研究

为了满足新一代航空发动机对故障预测与健康管理系统的需求,针对气路故障预测问题,以某型双转子、双涵道涡轮风扇发动机为对象,研究了把性能健康参数作为状态量扩展至状态方程,利用卡尔曼滤波器对状态变量进行估计,以估计出健康参数;并以该健康参数为基础,预测发动机的气路故障;最后以某涡扇发动机数学模型作为仿真对象,以H=15 km、Ma=1.6为仿真设计点,利用该工作点的线性状态方程设计了扩展卡尔曼滤波器,对健康参数进行了估计。仿真结果表明,状态估计器能够快速、较为准确地估计发动机的性能退化系数,从而能够较为准确地预测故障发生的时间,为航空装备的保障提供理论依据。     

基于神经网络的涡轮叶片结构模态仿真

针对工作在复杂环境下的航空发动机涡轮叶片模态特性在工作环境变化下会发生相应的变化,应用有限元分析软件ANSYS对航空发动机低压一级涡轮叶片进行了模态仿真,并在ANSYS概率设计模块中应用响应表面法和蒙特卡洛法模拟了旋转软化、应力强化、温度梯度和材料参数的分布,以这四类变量的分布为神经网络的训练样本,应用遗传算法优化后的三层BP神经网络对该样本进行训练,得出固有频率的分布,从而得到了以上四类变量的变化对固有频率的影响.仿真结果与实际吻合较好.     

涡轮叶尖间隙动态建模的LS-SVM方法

为了延长现代航空发动机的工作寿命,提高其工作性能及降低耗油率,叶尖间隙主动控制技术成为国内外的一个研究热点。叶尖间隙的动态建模是实现叶尖间隙主动控制的关键技术。为此,首先对涡轮叶尖间隙的变化机理进行初步分析,分析了涡轮叶尖间隙在温度、离心力及机动飞行下的变化规律,然后,研究了适用于叶尖间隙动态建模的最小二乘支持向量机方法。仿真结果表明:最小二乘支持向量机在叶尖间隙动态建模中具有良好的实用性及可靠性,即使叶尖间隙的动态变化存在严重非线性,也仍然有效。     

新型航空发动机测试传感器的发展趋势

新一代航空发动机对测试传感器提出了新的要求,特别是能够在高温环境下正常工作的能力。现有的航空发动机测试传感器已经不能满足该条件,因此迫切需要发展新的技术。概述了可应用于航空发动机测试的新原理及新技术,如MEMS技术、光谱技术等,并详细介绍了燃油品质、温度、叶尖间隙、排放物检测等新型航空发动机测试传感器的一些进展及其发展趋势。     

基于AD7746的电容法间隙测量应用系统研究

为精确测量航空发动机部件间隙,针对电容法间隙测量进行了应用研究,重点设计了基于可编程电容—数字转换器AD7746的电容法间隙测量应用系统。采用驱动电缆法等措施,以减小寄生电容,提高抗干扰能力,并通过对AD7746内部可编程寄存器的补偿设置实现宽范围、高精度测量。该系统在自行设计的实验台架上进行多次实验,表明系统具有较好的线性度、重复性和较高的测量精度。最后,提出了电容法测量发动机叶尖间隙的方案。     

基于ICT切片图像的航空发动机涡轮叶片壁厚检测

该文针对航空发动机中的涡轮叶片的检测问题,研究了基于ICT切片图像的叶片壁厚测量方法。该方法主要在关键点选取上进行了较好的筛选,并对结果进行了拟合。实验结果表明,采用该测量方法可以保证检测误差小,测量结果直观等特点。从而较好地满足了航空发动机中对叶片壁厚检测的要求。     

基于自适应滑动均值和小波阈值的叶尖间隙信号降噪方法

动叶片与发动机机匣之间的叶尖间隙参数是反映航空发动机工作性能和运行安全的关键状态参数之一.提高叶尖间隙信号信噪比是实现高精度叶尖间隙测量的关键,为此提出基于自适应滑动均值和小波阈值的混合叶尖间隙信号实时降噪方法.首先根据叶片转速等信息,估算叶尖间隙信号带宽大小,然后通过动态改变滑动均值滤波的滑动点数来实现自适应低通滤波...     

涡轮后排气温度摆动故障仿真研究

介绍了一种航空发动机低压涡轮后排气温度Tt摆动故障仿真研究方法,分析了导致航空发动机低压涡轮后排气温度摆动故障的典型原因.应用虚拟仪器编程技术,采用模块化编程思想,建立了低压涡轮后排气温度控制系统仿真平台,实现了实际试车过程低压涡轮后排气温度Tt摆动的故障仿真.在传感器信号回路串入低通滤波器进行滤除干扰仿真,根据仿真结果提出了排除Tt摆动故障的方法.经试车验证,此仿真平台能有效指导航空发动机低压涡轮后排气温度控制系统故障排除.     

基于电容法的叶尖间隙测量准确度主要影响因素研究

航空发动机转子叶尖间隙是影响其性能和安全的重要参数.采用电容法进行叶尖间隙测量时,测量准确度的影响因素有很多,文中将其分为4大类、共计22条末端因素.通过现场调查、计算分析和试验验证的方式,对末端因素逐个按照标准进行了检查,确定了7条主要影响因素,并提出了解决方案,最终保证了电容法叶尖间隙测量的准确度.     

小型轴流压气机清洗两相流场的数值模拟

针对某小型航空发动机单级轴流压气机的清洗需求,以数值模拟结合实验的方法对压气机清洗流场的各种参数进行了分析研究.在初步确定清洗方案的基础上,建立了基于S-A湍流模型的离散相数值模拟理论模型,以经验公式估算喷嘴形成的初始液滴分布,并对喷嘴的实验参数进行了校准,最后以CFD软件进行了流场的数值模拟,计算结果表明：清洗液滴不会对压气机的流场产生明显影响,平面扇形喷嘴在该小型压气机上能获得较好的清洗效果.