航空活塞发动机气门卡阻故障研究

气门卡阻故障是航空活塞发动机的多发故障,严重威胁飞行安全。本文从航空活塞发动机设计、制造、维护和使用的角度对气门卡阻故障的产生原因进行了较为深入的分析和研究,并结合维护、使用实践提出针对性的措施,以降低气门卡阻故障率。     

某型航空活塞发动机空中气门卡阻机理

针对某型航空活塞发动机在运行中多次出现的空中气门卡阻故障,结合该型发动机的结构设计和实际运行环境,对故障发动机气门导套内沉积物的成分进行分析,并基于EGView软件对故障案例的FDR数据进行分析,结果表明:温度剧变导致气门-导套间有效配合间隙减小是导致空中气门卡阻的根本原因;在飞行中,在30%功率附近燃油流量偏小是导致温度剧变的主要原因。据此提出了增加发动机30%功率附近燃油流量的解决方案,给出了推荐的下限阈值为17.0 L/h,经实践验证该排故方案有效。     

气门粘连的原因及其预防

气门粘连的危害 气门杆"发胖"或污染物堆积在气门杆与气门导套之间,导致气门卡滞的故障,称之为气门粘连.气门粘连具有以下严重的危害.     

PW1100G发动机滑动轴承梭形活门卡阻故障分析及处置建议

介绍了PW1100G发动机滑动轴承梭形活门的功能和工作原理,结合工作原理对航线常见活门卡阻故障进行分析,提出了相关处置建议。     

油量表传感部卡阻故障的原因及排除

近年来,相继发现运五(运五B)飞机因为油量表传感部卡阻造成油量虚指,致使发动机无可用燃油而停车的现象,如果在空中出现此种现象,将会给飞行安全带来极大的威胁,为此,民航总局适航司专门下发了适航指令。下面就如何预防油量表传感部卡阻的问题谈几点意见,供同行们参考。     

某型航空活塞发动机排气门的对称烧蚀机理

基于统计显示某型航空活塞发动机运行中出现的大量排气门烧蚀故障案例中烧蚀位置均基本呈两点对称分布在气门头部两侧的现象。通过测量排气门密封面附近气门体的实际运行温度,获取了该型发动机上气门运行温度与排气温度（EGT）之间的对应关系,进一步结合该型发动机的结构设计和实际运行环境分析了这种气门烧蚀点对称分布的机理。研究表明:气门偏摆引起气门密封面温度周向对称性分布不均和运行中过度调贫使气门密封面温度过高是排气门对称烧蚀的主要原因。据此提出以EGT为参照限制调贫幅度的方案,经70 000飞行小时实践验证表明故障得到了完全解决。      

某航空活塞发动机气门拆装工具的优化

为了解决气门拆装工具损伤气门杆的问题,从缩短气门拆装时间、便于单人操作等方面出发,研究了一种新型的拆装工具,以优化航空活塞发动机气门拆装作业。     

流阻对200N单推-3发动机热试车工作特性的影响

管道及阀门内部流阻会显著影响发动机工作性能。为探究不同管路流阻大小下200N单推-3发动机工作特性，开展了光管和波纹管两种管路200N发动机热试车试验研究。结果表明：大流阻工况喷前压下降约42.8%。热试车前后喷前压振荡剧烈，不利于发动机平稳工作。管路流阻显著影响脉冲燃压，小流阻脉冲燃压建立约2.5MPa，大流阻脉冲工作燃压建立约1MPa，远低于前者；管路流阻显著影响阀门启动特性，大流阻状态下，阀门启动时间(T₈₀)约为小流阻状态的3.93～5.28倍，管路流阻对阀门电流影响很小；小流阻状态下脉冲冲量显著大于大流阻状态下的脉冲冲量，约为后者1.5～2.1倍。     

民用飞机飞控系统主舵面卡阻试飞方法研究

某型民用飞机是我国首次全面采用CCAR25部进行适航取证的飞机型号,民航当局特别关注飞控系统舵面卡阻故障状态下的飞行试验验证。为了保证该民用飞机飞控系统舵面卡阻试飞顺利开展,针对舵面卡阻方案设置及卡阻试飞方法进行深入研究,提出三种舵面卡阻方案,对各方案优缺点进行分析,重点介绍卡阻故障模拟方案的原理及试飞安全控制方案,并根据适航标准要求制订具体的卡阻试飞方法;通过铁鸟台试验对卡阻故障模拟方案和卡阻试飞方法进行验证。结果表明:卡阻故障模拟方案满足舵面卡阻要求,卡阻试飞方案具有较高的可行性。     

民用飞机飞控系统舵面卡阻试飞方法研究

某型民用飞机是我国首次全面采用CCAR25部进行适航取证的飞机型号,民航当局特别关注飞控系统舵面卡阻故障状态下的飞行试验验证。为了保证该民用飞机飞控系统舵面卡阻试飞顺利开展,针对舵面卡阻方案设置及卡阻试飞方法进行深入研究,提出三种舵面卡阻方案,对各方案优缺点进行分析,重点介绍卡阻故障模拟方案的原理及试飞安全控制方案,并根据适航标准要求制订具体的卡阻试飞方法;通过铁鸟台试验对卡阻故障模拟方案和卡阻试飞方法进行验证。结果表明：卡阻故障模拟方案满足舵面卡阻要求,卡阻试飞方案具有较高的可行性。     

发动机气门弹簧遗传优化设计

建立发动机气门弹簧优化数学模型，应用遗传算求出问题的最优解，探讨了将遗传算法应用于此类具有约束、多变量类型优化问题的可行性。     

某型航空活塞发动机排气门烧蚀机理

针对某型航空活塞发动机在运行中因使用国产高铅燃油而时常发生较严重的排气门烧蚀故障的问题,通过对该型发动机上全新、使用过以及已烧蚀排气门的微观金相分析,结合该型发动机的结构设计和实际运行环境分析这种排气门烧蚀故障的发生机理,认为排气门运行温度过高导致排气门密封面上的抗腐蚀保护层被破坏掉是导致排气门烧蚀的根本原因,而高铅燃油中的铅沉积在排气门密封面上导致排气门散热不良是排气门过热的主要原因.据此提出改用低铅燃油减少铅沉积以改善排气门散热条件、降低排气门运行温度的解决方案,经实际运行测试证明排气门密封面上的抗腐蚀保护层得到了有效保护,解决了该型发动机的排气门烧蚀故障.      

某航空活塞发动机进、排气正时优化

利用基于仿真的遗传算法优化方法,对某型点燃式航空活塞发动机气门正时优化进行了研究。通过耦合发动机性能模型与modeFrontier专业优化软件,以提高发动机巡航工况下有效功率和降低燃油消耗率为目标对发动机的进、排气正时和进、排气持续期进行了优化。分析结果表明:相比于原机,通过优化进、排气门正时和进、排气持续期,发动机在巡航工况下燃油消耗率降低2.5%,功率提升7.3%;优化后的进、排气参数也可以提升发动机节气门全开时发动机的性能,减少飞行器的起飞滑跑距离。      

某型航空活塞发动机调贫阈值的实验测定

基于某型航空活塞发动机在运行中因过度调贫而导致大量排气门烧蚀的现象,为控制调贫幅度获取便于工程实践操作的安全调贫阈值,通过测量排气门密封面附近气门体的实际运行温度,获取了该型发动机上气门运行温度与排气温度之间的对应关系,解决了以排气温度(EGT) 为参变量间接衡量气门体实际运行温度的工程问题。结果表明:利用该对应关系在确保排气门密封面上保护膜不被破坏的前提下得出该型发动机上安全调贫阈值为排气温度为732℃,经70000飞行小时的实践验证表明此阈值可靠。     

西航研制成功气门自动检测分选系统

一种方便、可靠、快捷、实用的气 门自动检测分选系统，最近由西安航 空发动机（集团）有限公司工艺装备 研究所研制成功，该设备一面世便受 到了国内众多气门生产厂家的青睐。 这种气门自动检测分选系统采用 微电脑控制，它具有检测分选速度快、 精度高、工作可靠性强、方便、实用、快 捷等优点，不但提高了工作效率，还大 大降低了操作者的劳动强度。过去检 测一只气门需要１４个检验员，流水作 业时间至少需要１５分钟且检测误差 大，而现在只需要１人观察（无需操 作）在７秒钟内通过微机便可快速完 成气门的全部检测过程，同时将检测 …     

固体火箭发动机后效推力对导弹底阻影响的数值仿真

采用二维轴对称N-S方程与湍流模型相结合，建立了固体火箭发动机喷管尾流和弹体外流一体化仿真模型.针对给定的导弹模型，开展了不同发动机燃气流量下的流场仿真，得到了流场速度和压力分布，分析了不同燃气流量下发动机后效推力对导弹底阻的影响.结果表明:与发动机不工作时相比，加入较小的燃气流量后，导弹底部压力增大，底阻值减小.随着燃气流量的增加，底部压力先减小后增大，底阻先增大后减小.随着燃气流量的增加，后效推力与导弹底阻的合力不断增大，且动推力所占比重逐渐增加.      

飞机方向舵卡阻对飞行安全的影响分析

针对飞机方向舵出现卡阻时对飞机飞行安全性的影响问题,对空中及地面不同飞行阶段的飞行情况进行仿真计算,得到方向舵出现卡阻的偏角范围,给出了飞机在方向舵卡阻时的安全等级。并在工程模拟器上进行了方向舵卡阻安全性试飞验证,结果表明,分析结果与试飞结果一致,该分析方法和思路正确,可用于飞机的安全性分析。     

关于B737-NG飞机发动机反推阻流门支撑组件脱落故障的分析

本文根据机场跑道巡查发现B737-NG飞机发动机反推阻流门支撑组件掉落的情况，就机场对该问题的处理办法、B737-NG飞机发动机反推阻流门支撑组件存在的问题及其原因、可能带来的安全隐患和维修处理措施进行了分析研究，希望引起各航空公司的重视，对保证飞行安全起到积极的作用。     

翼吊短舱形式发动机推/阻划分的风洞试验研究

为了确定在实际飞行条件下,当发动机状态变化时,进排气系统损失对飞机气动特性的影响,针对翼吊短舱形式的发动机开展了缩比模型风洞试验,分别进行了巡航构型与起飞构型,马赫数0.1,0.15,0.2,攻角0°～15°,发动机外涵喷管落压比1.22,1.32,1.44,1.53,1.61等条件下的风洞试验。通过数据分析,明确了该类型发动机推/阻划分的基本方法,分析了发动机状态变化时飞机气动特性的改变及修正方法。风洞试验结果表明:发动机状态变化对飞机升阻特性影响明显,必须建立合理的推/阻划分体系,对实际使用条件下,发动机状态变化引起的进排气损失进行修正,通过本文建立的推/阻划分体系,计算得到的发动机安装净推力与风洞试验结果最大偏差为1.6%。     

GA-复合形法在弹簧优化设计中的应用

在基本的遗传算法的基础上，将基本遗传算法与复合形法有机的结合起来，形成一种新的优化方法：CA-复合形法。并对发动机气门弹簧进行了优化设计。优化结果表明：该方法不仅具有较高的优化效率，而且具有较高的优化精度，并且避免了局部收敛。