航空发动机状态监控

现代航空发动机是视情维护发动机,其维护思想和方法与定期维护发动机完全不同.本文通过对视情维护发动机的普遍规律和原理的分析,通过典型的性能趋势监控软件SAGE(System for the Analysis of Gas turbine Engines)引出了航空发动机的视情维护方法和状态监控原理.通过对民航各航空公司的大量调研、数据收集、整理和分析,得出了基于趋势的维护方法的经验数据,它对航空公司的航线维护,安全飞行和经济运行具有重要的指导作用。     

航空发动机地面监控站开发标准初探

文章对国外发动机状态监控地面站的相关标准进行了深入分析,在此基础上构建了国内航空发动机地面监控站开发标准的框架,并给出了标准的主体内容以及相关标准体系建设的一些建议。     

FJ44发动机关键性能参数趋势分析

以FJ44型发动机为研究对象，选择采集该型发动机的几个关键性能参数，对数据平滑处理后进行趋势分析，监控发动机状态，并为其故障诊断提供参考。     

基于Copula的民航发动机性能参数阶段可靠性评估

民用航空发动机的性能参数状态呈现多阶段变化特性,目前性能参数状态的评估方法不能有效利用状态监控大数据准确识别其对民航发动机性能的影响,据此提出一种新的考虑民航发动机性能参数状态动态演变阶段相关性的可靠性评估模型。模型根据变点分阶段的特性利用动态Wiener过程对民航发动机性能参数状态进行表征,利用Copula函数建立阶段性动态Wiener过程的联合概率分布函数模型,同时结合民航发动机性能参数状态演变的首达阈值的数学性质,利用蒙特卡洛仿真抽样法进行可靠性评估。利用航空公司实际的状态监测数据验证所提模型的优越性,结果表明,相较于不考虑演变阶段间相关性的模型,所提模型对评估民航发动机性能参数的状态可靠性的平均误差降低了约12.9%。     

发动机监控模式研究

本文结合四川航空公司发动机监控模式的具体情况,介绍了发动机监控的模式、应用和发展方向。从最初采用人工收集数据实现对发动机监控模式的尝试到最终实现全面、立体、实时的发动机监控模式,从而实现由发动机预防性的定期维修模式转变为以发动机实时监控为依据的视情维修模式,充分体现发动机监控的价值所在。     

滑油光谱分析的时序建模与故障预报研究(英文)

讨论了时序建模与预测方法在机械设备滑油光谱分析中的应用。通过运用 AR模型对采集的航空发动机滑油光谱数据进行时序建模和预测分析 ,获得了满意的效果。在机械设备的滑油监控领域 ,对其光谱数据采用时序分析目前尚不多见。这一成果 ,为机械设备的状态监控和故障预报提供了一种实用的方法。     

基于状态监测数据的航空发动机剩余寿命在线预测

针对现有基于状态监测数据的航空发动机剩余寿命预测研究未能综合考虑隐含退化建模和同步更新漂移/扩散系数的问题,提出一种基于状态监测数据的航空发动机剩余寿命在线预测方法。首先,基于非线性Wiener过程构建带比例关系的航空发动机隐含退化模型;其次,基于多台同类发动机的历史状态监测数据,对退化模型参数进行离线估计;然后,基于目标发动机的实时状态检测数据,利用贝叶斯原理同步更新退化模型漂移/扩散系数;最后,推导出航空发动机的剩余寿命概率密度函数。结合实例分析,验证了本文所提方法较传统方法具有更高的预测准确性与精度,具备潜在工程应用前景。     

航空发动机试车台标定持续适航方法研究

航空发动机地面室内试车台新建完成后需要进行标定。由发动机原制造厂OEM提供的试车台标定的费用都很高。欧美试车台标定的有效期通常为7年,即企业每隔7年就会面对这一高额成本。另外,用每7年进行标定的方法维持试车台的适航性,存在一个明显缺点就是缺乏问题发现的及时性。发动机在试车过程中,相关各种设备状态可能发生变化,有些变化可能导致发动机试车数据出现偏差,如果不能及时发现,这种偏差可能会一直延续到下次标定。如何既能保证试车台标定的持续有效性,保证每台发动机试车数据的准确性,同时又不需要重新标定?本文对试车台趋势监控方法进行了研究,提出了趋势监控的具体方法,确保了试车台标定的持续适航性,避免了每7年重新标定试车造成的不必要成本支出。本研究成果对我国民用及军用航空发动机试车台标定持续适航具有重要指导意义。     

某涡扇发动机主燃油通道模糊控制器设计

针对某型涡扇发动机的性能控制,设计了一种可进行多输入选择的开关式双模非对称、非线性段量化因子可自寻优的Fuzzy控制器.其可以在最大和加力状态对发动机状态进行控制,克服了一般模糊控制器因发动机转速动态响应变化快而不能进行实时调整和控制的缺点.该控制器输出与某涡扇发动机电子综合调节器的输出结果的实验比较表明:双模Fuzzy控制器设计简单,有较好的静态、动态特性,与实际输出比较误差较小,且具有很好的非线性校正作用,可作为实际发动机主燃油通道的数字控制器.     

某型发动机滑油系统的稳态压力计算

对某型发动机滑油系统建立稳态压力数学模型,算例表明,建模方案是可行的,数值处理是合理的,为滑油系统状态监控和故障诊断系统提供参考依据。     

一种基于电子调节器调试设备的研制

通过对电子调节器状态限制系统工作原理的分析,研制了一种电子调节器调试设备.该设备可用于模拟发动机工作的不同大气条件,从而解决在大气温度高、大气压力低的状态下发动机起飞状态无法调节的问题.     

基于飞行数据的性能监控分析

飞机在实际飞行过程中,随着发动机性能退化和机身退化,飞机性能随之衰减,从而导致航班运行的燃油消耗增加。为了确保飞机高效安全飞行和及时维护,有必要实时监控飞机性能。掌握飞机性能衰减最为有效的手段是飞机性能监控,即通过收集和记录飞机稳定巡航状态的飞行数据,与制造商提供的理论值进行比较,分析确定飞机性能衰减参数的过程。本文概述了现有的性能监测方法,并对新的利用飞行数据确定飞机物理特性探讨其可能性。     

近地点变轨固体火箭发动机平衡试验

对长二捆近地点变轨固体火箭发动机动平衡用校验转子、工装、空载／满载发动机、卸载／不卸载发动机以及有无喷管发动机等各种状态下动平衡参数进行了试验研究，并对其动平衡在数进行了理论计算。     

发动机喷流对飞机阻力伞性能的影响

飞机阻力伞工作过程中,往往飞机发动机仍未停机,高速发动机喷流会对阻力伞流场产生影响,进而影响阻力伞的工作性能。针对发动机喷流对阻力伞的影响,本文采用流固耦合方法对不同喷流速度下的阻力伞动态开伞过程进行数值仿真,分析了不同喷流速度对阻力伞阻力特性、阻力伞稳定性以及流场特性的影响。研究发现,发动机喷流会使阻力伞前的气流速度变大,从而导致阻力伞动载峰值变大,充满状态的稳态载荷变大,动载峰值出现时刻前移。在本文计算工况下,当发动机喷流速度为250 m/s时,阻力伞充满状态稳态载荷增加21%;当喷流速度为350 m/s时,阻力伞充满状态稳态载荷增加51%;当喷流速度为500 m/s时,阻力伞充满状态稳态载荷增加79%。同时,发动机喷流会使得伞衣内侧下方的压力偏大,导致伞衣压力分布不对称,从而使得阻力伞发生上下摆动,且喷流速度越大,阻力伞摆动振幅越大,阻力伞稳定性越差。     

发动机持久/蠕变载荷谱的编制

提出了一种持久／蠕变载荷谱计算机程序统计模型，并编写了相应的程序。首先对飞行载荷谱进行平滑处理，再进行载荷状态的识别，然后进行任务混和，从而获得发动机的持久／蠕变载荷谱。利用该程序对某发动机的持久／蠕变载荷谱进行了编制，获得了５３１种载荷状态，并确定了典型状态。统计实践表明，该方法快速实用，可大大提高发动机载荷谱处理速度和自动化程序。     

高超声速飞行器前体/冲压发动机一体化气动热实验研究

以超燃冲压发动机为动力的飞行器,由于飞行速度的增加,气动加热增强,而且在高马赫数范围内,冲压发动机燃烧室的滞止温度也是很高的.通过风洞实验,采用铂膜电阻温度计热流测量技术,开展了来流马赫数6.4和马赫数4.0两种状态下的热流分布规律研究,给出了前体、中支板及内通道的热流实验结果,研究了边界层流动状态、边界层抽吸、激波反射对热流分布的影响.实验结果表明,边界层流动状态对热流分布产生显著的影响,前体湍流热流值约为层流热流值的3.3倍;边界层抽吸会引起热流率增加;激波反射和激波加热对热流分布影响显著,马赫数越大激波加热越强.     

监控排气温度 提高发动机热端部件寿命

航空燃气涡轮发动机是由许多零部件和附件组成的复杂系统。发动机的寿命取决于冷端和热端部件的寿命。一般而言 ,高温结构的寿命只有常温结构寿命的一半。整个发动机零部件中 ,高温零部件故障约占80 %左右。热端部件的拆换费用 ,约占发动机维修费用的 80 %左右。现在许多的民用发动机不给出固定的翻修寿命 ,而是根据发动机具体的健康状态决定是翻修还是继续使用。由于使用、维护情况不同 ,发动机的使用寿命变化较大 ,如ＣＦＭ56 - 3发动机 ,绝大部分发动机寿命在50 0 0～ 150 0 0小时之间。因此 ,监控排气温度 ,对提高发动机使用寿命意义较…     

一体化高超声速飞行器气动-推进性能评估

吸气式高超声速飞行器的一个重要特点就是机体和推进系统的高度一体化设计.在这类高超声速飞行器的发展中,机体-推进系统内外流场相互干扰的评估以及飞行器气动-推进性能的研究是非常重要的.文中阐述了CFD和风洞试验结合评估一体化飞行器气动-推进性能的近似方法,涉及一体化飞行器进气道和发动机的三个工作状态:进气道关闭、进气道打开发动机不工作以及进气道打开发动机工作.针对进气道关闭的工作状态,大量气动数据可由试验获得.但是,受模型尺寸和设备的限制,试验模拟进气道打开发动机不工作特别是进气道打开发动机工作的飞行状态是非常困难的.因此,首先根据进气道关闭和进气道打开发动机不工作两种情况下风洞试验数据与CFD计算结果的对比得到计算误差,在此基础上,结合内外流数值模拟,预测不同进气道和发动机工作状态下一体化飞行器的气动-推进性能.     

基于温度偏差控制的航空活塞发动机自动散热风门系统设计

基于现有机载设备和仪器,通过增加由目标温度和实际温度的温差控制的电液伺服活门、作动器和连杆机构,实现了基于温度偏差的闭环自动控制散热系统.液压伺服油选用发动机滑油.电动液压伺服机构失效时,随动活塞和连杆会在压缩弹簧的作用下使散热风门处于全开状态,以提供汽缸足量的冷却空气流量,避免汽缸超温.CHT表座舱显示选装伏特表(毫伏),以监控汽缸温度散热情况.     

S弯扩压器内旋流的自动抑制

旋流的自动抑制意在建立一控制系统对飞行中进气道内旋流进行实时控制,以求在各种飞行状态下,进气道内旋流均较小.文中首先对旋流的监控进行了广泛、深入的探讨和分析,给出了监控参数与旋流之间的关系及控制措施对其关系的影响.接着建立了一套简单的旋流自动抑制系统,其中以进口段可调导流叶片作为控制措施,用步进电机带动叶片转动,通过对旋流状态的监测,由一台386微机计算、比较并调整叶片的角度.实验证实,该系统工作正常,当气流攻角不断变化时,自动抑制系统不断调整叶片角度.对抑制前后旋流的测量表明,该系统可在各种攻角情况下对旋流进行有效抑制,抑制后的旋流不再有明显的单涡旋流特征,当攻角|a|≥40°时旋流可减少70%左右.