复合材料在发动机短舱中的应用

<正>为了使未来的复合材料发动机短舱结构更坚固、更安静、更高效,许多大型发动机短舱制造商和维修企业都在不断挖掘创新思路,积极开发先进技术,使复合材料的短舱修理不再复杂。近年来,复合材料因质量轻、不易受腐蚀等性能优势,在飞机设计中的应用越来越多,其在发动机短舱的应用也是如此。     

新型发动机短舱更高效却难于维修

正发动机作为飞机的核心组成部分,发展目标是更高效、更轻及阻力更小。随着复合材料逐渐应用于发动机中,发动机的尺寸变得越来越大,且结构日趋一体化。但其中新型发动机短舱在提高效率的同时,其维修变得越来越复杂。通常,发动机都是通过加装短舱与飞机相结合。绝大多数短舱都具有类似的结构,主要部件包括反推装置、进气道、整流罩及排气系统。但作为新一代发动机短舱,装备于中国商飞C919飞机上的Leap     

彼尔娒国立技术大学成立航空复合材料工艺中心

<正>日前,俄罗斯彼尔娒国立技术大学成立航空复合材料工艺中心(CAKT),参与彼尔娒航空发动机设计局牵头研制的俄罗斯民用干线客机MS-21的PD14发动机的短舱研制工作,该短舱结构中复合材料应用将达到70%。彼尔娒国立技术大学与彼尔娒航空发动机公司在人才培养、科学研究和实验设计等方面有着几十年紧密合作。彼尔娒国立技术大学航空复合材料工艺中心可以参与全方位的发动     

复合材料在罗·罗发动机上的应用

复合材料在罗·罗发动机上的应用复合材料在罗·罗公司航空发动机上已获得广泛应用，现代民用航空发动机外表几乎都采用了复合材料，约占总重的确１０％。装备Ｂ７７７飞机的“湍达”８００发动机短舱体积中的一半都是用碳纤维环氧复合材料制成的。罗·罗公司正在研制一个...     

大涵道比发动机通流短舱阻力特性修正数值研究

为准确获取大涵道比发动机气动特性,根据民用飞机研制需求,对民用干线飞机的发动机短舱三维流场进行数值模拟,对比了通流短舱和真实发动机短舱流场特征,分析了通流短舱的气动特性和阻力修正方法。结果表明:大涵道比发动机通流短舱的流场特征、气动力和真实发动机较为接近,但是由于发动机内流通道气动力一般计入推力和无法完全模拟发动机进排气效应,有必要对通流短舱进行考虑内部阻力在内的气动特性修正;通过对大涵道比发动机推阻力划分理论进行分析,获得了与真实发动机一致的通流短舱气动力分解方法,并可以较好地应用到通流短舱内部阻力修正上;通过对通流短舱阻力修正(含内阻修正和溢流阻力修正),在巡航状态下修正后的通流短舱与发动机动力短舱阻力特性差异降低了约46%;在高速巡航状态,阻力修正后的通流短舱气动特性可以更好地反映真实发动机工作的影响,但依然有必要对发动机动力喷流影响开展进一步的分析工作。     

基于进气道前段平台的天线罩结构设计

针对某型飞机需要加装测向天线,优化发动机短舱前段结构,以便更好对进入唇口的气流进行整流。通过设计复合材料天线罩,给出了天线罩在发动机短舱前段的装配形式,并对天线罩结构进行了强度校核、连接强度分析及疲劳强度分析,验证得出天线罩满足设计要求。研究结果为小曲率口盖和大曲率天线罩类结构的快修快卸和一体化设计提供了思路。     

民用飞机短舱复合材料结构雷电直接效应试验验证方法及漆层厚度影响研究

随着飞机设计的发展,复合材料广泛应用于民用飞机短舱结构。由于碳纤维复合材料结构的导电性以及抗雷电损伤能力比铝合金结构差,复合材料短舱结构雷电防护能力已成为影响飞机飞行安全的一项关键问题。依据相关适航条款和相应的国际标准,阐述了民用飞机短舱复合材料雷电防护试验验证方法,并依据验证方法对漆层厚度的损伤影响进行了试验研究。短舱常规蒙皮构型的复合材料试验件,在不同漆层厚度下的雷电防护试验结果表明,漆层较薄时,漆层对短舱复合材料的雷电直接效应防护能力无明显的影响;当漆层厚度达到一定厚度时,较厚的漆层将显著降低短舱复合材料的雷电直接效应防护能力,最严重时将造成复合材料蒙皮的击穿,损伤蒙皮内部系统设备,从而危害飞行安全。试验结果与理论的机理分析具有良好的一致性,对民用飞机短舱复合材料结构的雷电防护设计提供了指导方向和参考意义。     

复合材料在航空发动机上的应用

树脂基复合材料在发动机的外涵机匣、静子叶片、转子叶片、包容机匣以及发动机短舱、反推力装置等部件上得到大量应用;金属基复合材料具有优于传统金属材料的比强度、比刚度、耐高温和结构稳定性,在不久的将来将取代镍、钛合金,成为未来航空发动机的主要材料;金属间化合物具有密度低、刚度高、高温强度好和防火能力强等特点,早已被列为先进航空发动机的候选材料     

倾转旋翼飞行器发动机短舱 倾转角度 -速度包线分析

针对倾转旋翼飞行器过渡飞行中的变体、变速特点提出了一种确定倾转旋翼飞行器从直升机模式向固定翼飞机模式过渡的发动机短舱倾转角度-速度包线分析方法.该方法从低速段包线和高速段包线两方面开展研究,分析倾转过程中旋翼和机翼的气动力匹配关系,以机翼失速限制确定低速段的发动机短舱倾转角度-速度包线,以旋翼可用功率限制确定高速段的发动机短舱倾转角度-速度包线.最后以XV-15倾转旋翼飞行器为样机,计算分析其发动机短舱倾转角度-速度包线,并与XV-15的发动机短舱倾转角度-速度包线进行对比验证.结果表明,建立的倾转旋翼飞行器发动机短舱倾转角度-速度包线确定方法合理有效.      

大涵道比涡扇发动机TPS短舱低速气动特性分析

为了评估民机低速带动力试验时进排气效应的影响,选取大涵道比发动机涡轮动力模拟器(TPS)短舱和真实发动机短舱作为研究对象,采用数值模拟方法对其起飞、进近状态的低速气动特性进行对比分析。结果表明:由于TPS流量低于真实发动机需求,其唇口、外罩流场特征和真实发动机短舱有所不同,阻力特性也有差别;在进气道处于亚临界状态时,TPS短舱阻力系数比真实短舱大了约1.7个阻力单位,又由于唇口当地气流攻角更大,使得TPS短舱失速攻角相对降低了约1.0°;当进气道工作于超临界状态时,TPS短舱虽然也可以反映真实短舱的流动特性,但由于捕获流管收缩情况和气流驻点随攻角的变化,使得在0°~20°攻角时TPS短舱的阻力系数高于真实短舱,而在20°~30°攻角时其阻力系数略低,差量最大约为1.8个阻力单位。对于研究的大涵道比发动机,未经唇口及外罩修正的TPS短舱其低速气动特性基本可以反映真实进排气效应的影响,但在气动特性分析中可以考虑进一步修正进气效应的影响。