发动机地面起动时涡轮叶尖间隙动态变化规律

基于涡轮叶尖间隙主动控制的需要,本文分析了涡轮叶尖间隙的变化机理,建立了机匣、叶片和转子的简化模型,同时基于某型发动机试车数据计算了涡轮叶尖间隙,研究了发动机地面起动时涡轮叶尖间隙动态变化规律。结果表明:地面起动时涡轮叶尖间隙呈减小趋势,机匣形变量上升速率最大,叶片变化量对叶尖间隙变化影响最小,可为发动机地面起动时涡轮叶尖间隙控制策略的设计提供参考。     

非接触叶尖振动参数辨识方法验证试验

为检验非接触叶尖振动参数辨识方法在工程上的应用效果,在某航空风扇转子试验器上开展了相关试验研究。首先利用外物撞击试验方法得出不同转速下叶片一阶弯曲振动频率,在3 000 r/min、3 500 r/min、4 020 r/min、4 450 r/min四个稳态转速下测量了风扇叶片叶尖振动数据,利用同步振动和异步振动参数辨识方法对叶尖振动数据进行了分析研究,总结得出不同叶片编号、转速下叶尖振动数据的规律。分析发现:该方法在大部分情况下辨识的振动参数是错误的,进一步分析得出辨识方法出错的主要原因。这些分析结论为非接触叶尖振动参数辨识方法的工程化提供了指导。     

高空长航时无人机发动机空中停车故障分析

针对无人机用发动机空中停车故障,基于试飞故障数据,深入分析了停车前发动机油气比和余气系数的变化,研究了发动机燃烧稳定性,探寻了故障机理,确定了其故障原因。研究表明,空中停车的原因为发动机在较低转速状态下,快推油门至高位加大了供油量,副油路压力急增,油气比过大,燃烧室油气不匹配,导致发动机富油熄火停车。结合实际试飞提出解决措施,有效的解决了该发动机空中停车的故障,也为系统优化提供了参考。     

航空发动机飞行试验喘振故障分析研究

针对发动机在飞行试验中出现的喘振停车故障,通过分析风扇和压气机可调导向叶片调节、尾喷管喉道面积调节、主燃油控制、进气扰动、消喘控制等影响因素,逐一查找喘振原因并制定排故措施。分析结果表明:发动机供油量设计与喘振裕度不匹配导致发动机在加速过程中出现了喘振,发动机稳定裕度不足是喘振的主要原因;发动机消喘切油过深使发动机出现停车,启动供油和消喘切油的综合作用引起发动机出现转速悬挂,直接导致发动机排气超温和消喘失效;减小发动机加速供油量以及关小压气机可调导向叶片可以有效提高发动机稳定裕度,但会影响发动机加速性能。     

基于试飞数据的发动机瞬态过程预测模型

针对发动机瞬态过程的趋势监控需求,基于某型发动机飞行试验数据,采用人工神经网络建模方法,建立了该型发动机瞬态过程预测模型,并利用飞行试验数据对模型进行了验证。结果表明:模型预测结果与飞行试验数据相对误差最大值小于5%,预测结果精度较高,建模方法正确,可以用于该发动机飞行试验趋势监控,也可为其它型号发动机建模提供参考;神经网络内部神经元数量对于模型预测精度影响较大,内部神经元数量应根据最简单神经网络结构及最高模型预测精度的准则进行确定。     

基于试飞数据的涡扇发动机主燃油系统建模研究

涡扇发动机的设计定型是一个复杂且高风险的系统工程,目前的试验方法并不能全面考核发动机控制系统的工作质量。通过建立精确的涡扇发动机控制系统的数学模型,可以辅助实际试飞,使试飞考核更加科学化,并可以减少试验费用,降低试飞的风险。本文对某型发动机主燃油控制系统作了比较深入、完整的分析研究,并利用试飞数据对该控制系统的主要部件进行Hammerstein辨识建模。仿真结果表明,Hammerstein模型能准确地体现执行机构的工作过程,模型仿真结果与实际试飞结果基本保持一致,采用Hammerstein模型描述发动机主燃油控制系统是有效可行的。     

基于模型的涡轮叶尖间隙快速预测方法

针对发动机涡轮叶尖间隙变化预测需求,以涡轮叶尖间隙热控制法为研究对象,采用了一种简化的涡轮叶尖间隙计算模型,针对某型发动机高压涡轮的结构特点,分别建立了涡轮机匣、轮盘、叶片的计算模型。以发动机数学模型计算结果作为输入,对高压涡轮叶尖间隙变化进行了仿真计算,结果表明模型计算的涡轮叶尖间隙变化与实际工作过程相符,可在发动机初步方案设计阶段为叶尖间隙评估提供一种快速预测方法。     

基于数据的航空发动机模型匹配方法

本文提出了一种航空发动机模型匹配方法,以双轴涡轮风扇发动机为研究对象,在不同飞行条件、不同发动机性能退化状态下,基于发动机部件特性参数和气路测量参数求解了敏感系数矩阵,预测了退化发动机工作点特性参数和输出性能参数。结果表明,模型计算过程简单,运算速度快,在不考虑测试噪声的情况下,特性参数预测误差均小于0.16%,输出的推力和耗油率的误差最大为0.4%,精度满足工程要求。本文所述方法不受部件特性和发动机结构类型的影响,可扩展应用于其它类型发动机。