航空发动机零部件防火性能研究及适航审定探索

依据中国民航规章《航空发动机适航规定》CCAR 33.17防火条款,对某型航空发动机管路和箱体部件进行了防火试验。通过对试验数据进行分析,提出影响发动机零部件防火性能及试验成功的三个关键因素:部件内存留工质体积;工质流量;部件腔内压力。在此基础上,对适航审定过程中防火试验判据要素进行了研究,并对航空发动机零部件防火设计展开了探索。     

采用一维网络方法作燃烧室喷嘴流量设计

采用Flowmaster一维流网软件对某燃烧室喷嘴进行一维建模及流量分配设计,并作三维数值模拟验证。一维网络通过压力关系式求解,得到各元件压力损失、质量流量等性能参数。首先,对该喷嘴初始结构进行一维建模并作三维数值模拟,完成一维模型标定;然后,采用一维网络模型,对喷嘴结构作优化设计以调节流量分配,目标包括:1)中心喷嘴内外环流量分配比例,2)主喷嘴与中心喷嘴的流量分配比例;最后,对新的喷嘴结构作三维数值模拟并与一维结果对比。结果显示:流量分配目标实现良好,一维计算与三维数值模拟的结果吻合很好,显示了一维网络方法在燃烧室复杂喷嘴结构设计中的精确性和可靠性。     

航空涡轮发动机适航审定中的几种超转问题研究

中国民航《航空发动机适航规定》与欧洲航空安全局发动机合格审定规范均包含多款发动机超转条款,各超转条款易于混淆,不利于发动机适航符合性验证及审查。本文对CCAR33.27、CCAR33.87、CCAR33.89、CS-E830条款进行了解析,结合国内外发动机型号审定实践,对发动机超转各条款的实质要求和物理含义进行了研究。研究结果识别了瞬态超转和最大超转的差异,提出了具体符合性方法,有利于指导航空发动机型号合格审查和航空发动机适航规章CCAR33.89的条款修订。     

重型燃气轮机燃烧室过渡段气动造型设计及性能分析

开发了一套重型燃气轮机燃烧室过渡段三维造型设计程序,通过3个主要元素确定几何外型:分别为进出口型面变化函数、中心型线位置函数、沿程截面的倾斜角变化函数;造型程序简洁有效,可实现某F级燃机燃烧室过渡段复杂外型结构的复现,能够满足工程应用中较大范围的过渡段型面造型;利用该程序设计出2种外形风格不同的过渡段,结合某型燃烧室火焰筒,进行冷态流场数值模拟。结果显示过渡段外形变化对火焰筒内流动影响较小,过渡段内流动性能相似,流场合理、未出现明显流动损失现象,表明过渡段造型方法切实可行,流动性能研究为该类重型燃机燃烧室设计提供了一定的参考作用。     

航空发动机吸雨吸雹适航审定符合性研究

中国民航规章《航空发动机适航规定》CCAR 33.78要求,航空发动机吸入雨水和吸雹后不发生熄火或喘振,没有不可接受的机械损伤和功率或推力损失。本文对遭遇雨和雹之后对航空发动机的影响进行了分析,同时对发动机吸雨和吸雹后的试验判据进行了研究,对3%持续功率/推力损失和10%功率/推力退化的实质内涵进行了分析并给出了明确的定义。在对国外型号的认可审查中, FAA及EASA局方接受了本文所提出的功率/推力损失和功率/推力退化定义,并完善了符合性证据。