航空涡轴发动机发展趋势

基于国际上典型航空涡轴发动机的发展历程,概括了航空涡轴发动机产业发展趋势,其所呈现的系列化、军民两用化和国际合作化特点十分鲜明,国家层面实施的发展计划对航空涡轴发动机的发展起到了重要引领作用。基于统计分析,展望了航空涡轴发动机结构布局和性能发展趋势。研究表明:在结构布局方面,航空涡轴发动机朝着结构紧凑化方向发展,压气机和涡轮级数呈现不断减少的趋势。1 500 kW级以下的航空涡轴发动机将更普遍地采用单级/双级离心压气机和单级涡轮,1 500 kW以上的航空涡轴发动机将更普遍地采用轴流+离心组合压气机和双级涡轮,同心轴前输出功率型式成为主流功率输出型式。在性能方面,未来先进航空涡轴发动机的压比将达到30,涡轮前温度将达到1 900 K,油耗将低至0.20 kg/(kW·h),单位功率将达到400 kW/(kg/s),功质比将达到14 kW/kg。      

涡轴发动机的结构材料

与其他类型的航空发动机一样,涡轴发动机性能的改进都与材料有关,材料性能的重大变革必然会导致发动机性能的改进。选材料特点涡轴发动机的选材和其他航空涡轮发动机有共性,但根据功能、用途的不同,涡轴发动机的选材也有其自身的特点。这些特点是: 高的功率重量比 涡轴发动机从50年代开始研制至今已有40多年的历史。按功率重量比划分,涡轴发动机大致可分为4代。目前广泛使用的     

三种航空燃气轮机加入级间燃烧室后性能变化浅析

为探究级间燃烧室对各种航空发动机的性能影响,利用热力循环原理分别计算了在有无级间燃烧室的情况下涡喷、涡扇和涡轴发动机的性能结果并与实际型号做出对比。通过计算获得了上述三种发动机在加入级间燃烧室后的单位推力和耗油率随飞行马赫数等参数在一定范围内变化的曲线。结果表明加入级间燃烧室后对各种发动机的动力性能提升都在10%以上,个别涡轴发动机可达30%。同时若能将加入级间燃烧室后增加的质量控制在一定范围内,则对于各型发动机均可提高其推重比。      

BMW罗-罗公司的BR700系列发动机

德国BMW公司和英国罗-罗公司于1990年在德国成立BMW罗-罗公司,其中BMW公司占50.5％的份额,罗-罗公司占49.5％的份额。 BMW罗-罗公司主要从事以下三方面的业务: 研制新涡扇发动机,以满足支线客机及公务机市场的需求; 生产和维修小型涡扇发动机,包括修理和大修德国军方使用的T53系列涡轴发动机; 为诸如泰、遄达、CFM56等发动机转包生产环件、封严装置、垫片、高压压气机涡轮盘等。作为合作伙伴,BMW公司在泰和遄达发动机项     

T700维修性设计思想

维修性是评价航空发动机的主要技术指标之一。好的维修性可减少维修差错,提高发动机的可靠性和外场出勤率,减少维修时间和维修费用。 T70O发动机是美国通用电气(GE)公司70年代推出并投入使用的1000千瓦(1500轴马力)级的涡轴发动机,有军用型和民用型。它在国际直升机动力装置市场中占有相当大的份额,迄今已有2万多台销往世界各地,装备五十多个军、民用机种。它以高可靠性、维修简便和寿命期成本低而得到飞机制造商和用户的青睐。 本文介绍T700发动机研制过程中的维修性设计和管理工作。     

中国自主设计的微型涡喷发动机的研制进展

20世纪70年代以来．首先在发达国家发展的数百千克以下级的小型航空武器和军居用小型航空飞行平台，需要数百牛顿推力以下级的微型涡轮式发动机作为其主动力装置。在中国，由北京航空航天大学能源与动力工程学院跨专业的设计研究组设计，北航机械学院、材料学院和若干航空厂携手试制．一种完全自主创新设计的100N推力级微型涡喷发动机及其电子控制单元．已于2005年制造出2台样机．并获批发明专利．即将开展冷、热车试验．     

涡轴发动机健康管理跟踪滤波器技术

以反映部件健康状态的变几何涡轴发动机部件级数学模型为基础,利用线性化方法建立了反映航空发动机健康状态的线性状态空间数学模型;利用Kalman滤波器原理,构建了涡轴发动机健康状态跟踪滤波器。对线性状态空间模型和健康状态跟踪滤波器进行了仿真,结果表明：线性状态数学模型准确、实时;健康状态跟踪滤波器可准确地估计出涡轴发动机健康状态的变化。     

涡轴发动机市场分析

在50年代以前,直升机以活塞式发动机为动力,1953年美国来科明公司研制出世界上第一种可用于直升机的涡轮发动机——T53涡轴发动机。随着涡轮喷气发动机用于军民用飞机,美国贝尔公司将T53发动机装在UH-1直升机上,这使装涡轮发动机的直升机进入航空技术领域,而且美国陆军验证了涡轴发动机的使用要优于活塞发动机。自那以后,涡轴发动机逐步得到广泛应用。估计到90年代末,美国陆军将单独采购总计9016架     

涡轴发动机性能退化数学建模研究

分析了航空发动机各部件性能退化原理;分别建立了压气机、燃烧室、涡轮性能退化的部件模型;根据航空自由涡轮式涡轴发动机的工作和使用特点,建立了性能退化的涡轴发动机数学模型;利用该模型,仿真研究了不同部件性能退化对涡轴发动机性能参数的影响。结果表明,建立的模型正确反映了部件退化对涡轴发动机的影响。     

航空发动机EngineCAD微机集成系统的开发与研究

本文介绍在航空发动机研制与改型设计阶段中采用最新技术的EngineCAD微机集成设计系统。该系统可以实现对涡喷、涡扇、涡轴和涡桨航空发动机部件图和总图的参数化实时设计,在参数化设计过程中提供发动机信息数据库、结构数据库的交互式查询,为设计提供所需的信息、数据和结构图形支持,可达到快速地生成供方案论证应用的各种航空发动机部件图、总图及各种信息,能快速实现多方案对比设计。