战斗机发动机的研制现状和发展趋

介绍了第三代战斗机发动机的设计特点和研制规律;综述了F119和F135等第四代战斗机发动机的研制现状,总结了其性能和结构特点;归纳了战斗机发动机性能、结构和材料的发展趋势;展望了未来战斗机发动机的发展。     

新技术、新工艺和新材料的结晶普惠公司研制的F119发动机

F119EngineforF－22F119是美国普惠公司为F－22研制的推重比10一级的加力式涡扇发动机,它采用了普惠公司多年的经验和新研究的技术,在结构和。险能上代表了当前最先进的战斗机发动机的水平去年底,普惠公司为F－22试飞交付了第一台生产型F119发动机,这标志着F119的工程研制工作即将完成。最近,普惠公司开始进行生产型F119的耐久性试验的最后阶段。该发动机在结构和性能上较前一代战斗机发动机FI00有很大提高,而可靠性、耐久性和维修性也较前一代向前迈进了一大步。研制概况1982年,美国空军提出“先进战术战斗机（ATF）”计划,…     

航空发动机的现状和发展

概述了现代航空发动机的特点,论述了第四代战斗机发动机F119的技术指标及其衍生的F135发动机的设计进展。给出了2020年前航空发动机IHPTET计划的部件设计水平、总技术指标和结构特点,预测了未来航空发动机的发展趋势。     

美国提高第4代战斗机发动机保障性的

战斗机发动机使用方与制造方越来越重视发动机保障性,并将其与性能、质量、研制费用和周期同等考虑。特别是在第4代战斗机发动机研制过程中,通过可靠性、可维修性和可测试性设计等措施使其保障性大大提高。针对第4代战斗机发动机F119、F135和F136,综述了其＂通过文件与制度保证、通过体验与培训重视、通过总结明确要求、通过具体设计实施＂等贯彻保障性设计思想的措施,归纳总结其＂简化设计、防错设计、优化设计、细节设计＂等关键技术。     

普惠、USAF解决F119涡轮振动问题

F119发动机高压涡轮叶片的振动问题是1993年元月在工程和发展型(EMD)F119发动机开始试车后一个月出现的(详见本刊1994年第8期)。工程师们花了11个月时间对此进行诊断。1994年初,经过详尽的分析,研究人员设计了一个试验项目来证实他们的观点并验证解决问题的方法。在此试验中他们采用了3台EMD F119发动机分别进行了海平面静态试验、海平面初始耐久性试验和高空台试验。1994年得出的试验结果肯定了工     

美国提高第4代战斗机发动机保障性的措施与关键技术

战斗机发动机使用方与制造方越来越重视发动机保障性,并将其与性能、质量、研制费用和周期同等考虑。特别是在第4代战斗机发动机研制过程中,通过可靠性、可维修性和可测试性设计等措施使其保障性大大提高。针对第4代战斗机发动机F119、F135和F136,综述了其"通过文件与制度保证、通过体验与培训重视、通过总结明确要求、通过具体设计实施"等贯彻保障性设计思想的措施,归纳总结其"简化设计、防错设计、优化设计、细节设计"等关键技术。     

世界一流水平的军用涡扇发动机F119——F-22最新进展系列报道之三

F119是美国普惠公司正为F-22战斗机研制的加力式涡扇发动机,推力为156千牛,它大量采用了美国近年来在航空发动机技术方面的研究成果,而且还将继续采用美国国防部正在实施的综合高性能涡轮发动机技术计划的成果.F119与装F-15和F-16的F100发动机相比,它的部件数少40%,如F119和F100都采用3级风扇,但F119的风扇为整体式叶盘结构;F119的高压压气机为6级,而F100的为10级,F119的高低压涡轮各为1     

F135发动机的最新进展

F135发动机是JSF计划中X35飞机的动力装置,是一台由F119发动机衍生而来的发动机。为了节省研制费用,F135发动机采用与F119发动机基本相同的核心机;为提高推力,增加了发动机的空气流量,提高了发动机的工作温度;为了获得短距起飞和垂直着陆能力,增加了新颖的升力风扇、三轴承旋转喷管、滚转控制喷管。PW公司是主研制商,负责主要部件的设计和研制;汉密耳顿标准公司负责研究发动机的控制系统、外部构件和主齿轮箱;RR公司负责研究升力系统及将在F135     

基于进发匹配的自适应循环发动机总体性能设计初步研究

建立了自适应循环发动机与进气道的流量匹配数学模型,提出了一种可行的自适应循环发动机总体性能设计方法,并以此为基础对采用FLADE(Fan on Blade)的自适应循环发动机的设计参数选取和性能优化开展了研究。结果表明,自适应循环发动机性能设计,需综合考虑超声速进气道高空大飞行马赫数设计点和发动机地面静止起飞设计点的进发流量匹配需求;发动机设计点FLADE涵道比取值,应随着进气道设计马赫数及该飞行状态下冷却用气需求量的增加而增大。     

某型涡桨发动机气动热力仿真计算

文章计算了各气路部件之间的气动热力参数和总体性能参数大小,分析相互关系,进而对发动机的设计提供理论依据。针对某型涡桨发动机的气路结构进行了气动热力仿真计算研究,利用设计手册给定的发动机设计点主要工作参数数据进行气动热力仿真计算,对比计算得到的发动机总体性能参数数据与设计点给定的总体性能参数数据,验证了仿真计算算法的有效性以及准确性。针对气动热力仿真计算结果所产生的误差,初步分析并验证了算法优化需要考虑的部件特性的耦合系数以及引气对发动机性能的影响等因素。     

有翼高超声速再入飞行器气动设计难点问题

有翼高超声速再入飞行器是近年来的研究热点,气动设计是飞行器设计的关键。为了更清楚地认识有翼高超声速再入飞行器气动设计的难点问题,对有翼高超声速再入飞行器的发展、优势及总体任务剖面进行了介绍,从5个方面详细介绍了该类飞行器气动设计的难点问题,包括多约束复杂面对称气动布局设计、高温真实气体效应对气动特性影响、天地差异与天地换算方法、反作用控制系统(RCS)喷流干扰对气动特性的影响以及气动数据不确定度等,简要阐明了这些难点问题对总体设计的重要性以及初步的解决思路,为有翼高超声速再入飞行器气动设计提供了一些参考。     

ν-gap度量及其在飞行控制律评估中的应用

 传统控制律评估方法主要用于单输入单输出（SISO）系统，且对模型参数摄动考虑不够全面,针对这些不足，研究了ν-gap度量方法。在介绍系统广义稳定裕度相关概念的基础上，给出了ν-gap度量的定义、特点和性质以及近似摄动模型的计算，提出ν-gap度量评估控制律的步骤。实例结果表明，该方法不仅克服了上述传统评估方法的缺陷，而且还有根据所求的各摄动影响情况忽略影响小的元素，以减少计算量及可以找到最坏情况下的参数摄动组合等优点。     

Integrated Entry Guidance for Reusable Launch Vehicle

A method for the implementation of integrated three-degree-of-freedom constrained entry guidance for reusable launch vehicle is presented. Given any feasible entry conditions, terminal area energy management interface conditions, and the reference trajectory generated onboard then, the method can generate a longitudinal guidance profile rapidly, featuring linear quadratic regular method and a proportional-integral-derivative tracking law with time-varying gains, which satisfies all the entry corridor constraints and meets the requirements with high precision. Afterwards, by utilizing special features of crossrange parameter, establishing bank-reversal corridor, and determining bank-reversals according to dynamically adjusted method, the algorithm enables the lateral entry guidance system to fly a wide range of missions and provides reliable and good performance in the presence of significant aerodynamic modeling uncertainty. Fast trajectory guidance profiles and simulations with a reusable launch vehicle model for various missions and aerodynamic uncertain-ties are presented to demonstrate the capacity and reliability of this method.     

Simulation and Analysis of Crashworthiness of Fuel Tank for Helicopters

Crashworthiness requirement of fuel tanks is one of the important requirements in helicopter designs. The relations among the protection frame, textile layer and rubber layer of the fuel tank are introduced. Two appropriate FE models are established, one is for an uncovered helicopter fuel tank without protection frame, and the other is for fuel tank with protection frame. The dynamic responses of the two types of fuel tanks impinging on the ground with velocities of 17.3 m/s are numerically simulated for the purpose of analyzing energy-absorbing capabilities of the textile layer and protection frame. The feasibility of the current crashworthiness design of the fuel tank is examined though comparing the dynamic response behaviors of the two fuel tanks.     

基于飞机油箱模型形状特征油量测量切片步长选择方法研究

 在分析飞机数字式油量测量过程中目前广泛使用的切片法油量测量原理的基础上,针对现有的定步长切片法无法得到准确、可靠的燃油质量特性数据库的缺陷,结合对飞机油箱模型形状特征的分析,提出了基于飞机油箱模型形状特征的油量测量切片步长选择方法。此方法包括切片步长整体和局部选择两个过程,整体选择以实现相邻两切片平面所夹油箱模型体积近似相等为目的来确定切片步长,以体现油箱模型截面整体变化规律;局部选择以设计切片平面与截面突变平面重合或尽可能接近的方式,突出油箱截面的局部变化特征。实验结果表明：该切片步长选择方法较定步长方法能够建立更为合理、可靠的燃油质量特性数据库,从而提高了油量测量精度。     

突破技术趋同，波音再现竞争优势

 波音公司面临着来自空客公司的巨大挑战,企业战略性创新才是公司成功的关键。为此波音公司的全部战略性研究集中在扩大产品的差异性上,体现在3个方面：电子化（e-Enabled）运营环境、整体复合材料机身部件的制造技术和支持波音787客机的全球协同环境（GCE）。     

The effect of inlet conditions on the flow and heat transfer in multiple rotating cavity with axial throughflow

This paper discusses experimental results from two different build configurations of a heated multiple rotating cavity test rig.Measurements of heat transfer from the discs and tangential velocities are presented.The test rig is a 70% full scale version of a high pressure compressor stack of an axial gas turbine engine.Of particular interest are the internal cylindrical cavities formed by adjacent discs and the interaction of these with a central axial throughflow of cooling air.Tests were carried out for a range of non-dimensional parameters representative of high pressure compressor internal air system flows(Re up to 5×106 and Rez up to 2×105).Two different builds have been tested.The most significant difference between these two build configurations is the size of the annular gap between the(non-rotating) drive shaft and the bores of the discs.The heat transfer data were obtained from thermocouple measurements of surface temperature and a conduction solution method.The velocity measurements were made using a two component,LDA system.The heat transfer results from the discs show differences between the two builds.This is attributed to the wider annular gap allowing more of the throughflow to penetrate into the cavity.There are also significant differences between the radial distributions of tangential velocity in the two builds of the test rig.For the narrow annular gap,there is an increase of non-dimensional tangential velocity V/Ωr with radial location to solid body rotation V/Ωr=1.For the wider annular gap,the non-dimensional velocities show a decrease with radial location to solid body rotation.      

基于弯曲激波压缩系统的高超声速进气道反设计研究进展

总结了近十年来弯曲激波压缩研究的主要成果。提出了弯曲激波压缩系统的新概念,即利用特殊设计的楔形弯曲压缩面或空间弯曲压缩面,产生一系列与前缘弱激波相互交汇或叠加的压缩波系,从而使前缘激波弯曲,形成特殊的弯曲激波,它与波后的等熵压缩波来共同完成对气流的压缩。在此基础上,实现了由给定出口气动参数的超声速内流道反设计,实现了由给定压缩面压力分布和给定压缩面马赫数分布要求的型面反设计,实现了由给定激波波面的压缩型面反设计。研究证明,弯曲压缩面-弯曲激波压缩系统具有良好的综合气动性能,为高性能高超声速进气系统的气动设计提供了一种全新的设计方法。     

临近空间飞行器测控与信息传输系统频段选择

 临近空间飞行器是高性能信息化武器平台,测控（TT&;C）与信息传输系统是其信息保障的核心,而选择合理、可行的频段是展开系统设计的前提和基础。频段选择影响到整个技术方案的制定,是一个需综合考虑、影响深远并具有战略意义的关键问题,从国际电联（ITU）国际标准、高速数传、接收信噪比（SNR）、“三抗”、超视距中继、黑障、雨衰以及设备研制成熟度8个方面全面、细致论证了近空间平台测控系统的频段选择问题,最终得出在视距链路中以Ka频段为宜,在超视距链路中以Ku/Ka双频段为宜的结论。     

二维翼段颤振的μ控制

 采用超声电机作为作动器来实现含控制面的翼段颤振鲁棒抑制。针对作者设计的二维翼段颤振主动抑制系统，通过理论与实验相结合的方法，建立了考虑沉浮方向阻尼和作动器模型参数不确定性的控制系统模型，设计了μ控制器，并对控制器做了降阶处理。数值仿真和风洞试验表明，μ控制器可有效地抑制颤振的发生，将颤振临界速度提高23.4%。相对于H_∞控制器，μ控制器的控制效果和鲁棒性更好。