通用航空活塞发动机汽缸翻修技术研究

<正>通用航空飞机绝大部分使用的是活塞发动机,汽缸是活塞发动机的重要部件之一,汽缸翻修直接影响发动机翻修的周期和成本。本文从资料消化、必换件的确定、修理方法研究等方面对莱康明航空活塞发动机汽缸翻修技术进行了研究,希望本文的研究思路和方法可以为通用航空活塞发动机其他主要部件的翻修研究提供有益的借鉴。目前,通用航空正为我国的现代化建设发挥着越来越重要的作用,如教学培训、地质勘探和救灾、灭火、空中旅游及治安巡逻等。全球一半以上的通用航空飞机用的是莱     

航空涡轮发动机翻修寿命与可靠性分析

 本文利用数理统计方法（频数直方图、概率坐标纸、线性回归、X²检验）分析航空发动机的翻修寿命。对三种航空发动机计算结果表明翻修寿命基本上符合正态分布,因此在给出翻修寿命的同时应给出实际使用寿命可达到所给出翻修寿命的概率,用H（R_k％）表示。建议采用平均翻修寿命[对于正态分布（?）=H（50％）]来作为发动机翻修寿命指标,这样可减少大量不必要的翻修,具有很大的经济意义。采用平均翻修寿命概念后必须采用视情维护和状态监控技术,以保证飞行的安全性。航线使用中如有50％以上发动机实际使用寿命超过平均翻修寿命,发动机就可以延寿,给出了延寿估算方法。     

基于地面试验的涡扇发动机装机推力损失分析

为评定涡扇发动机装机推力损失,基于推力直接确定方法开展了发动机推力测量地面试验。通过改进完善安装节推力数据处理方法、进气道冲压阻力计算方法来提高总推力测量精度,分析表明:台架试验推力测量最大误差为2.41%,11架次飞行后停机状态发动机总推力测量误差小于0.8 kN,基本满足推力测量评定的需求。以相同状态台架试验数据为基准,对比发现:随着发动机功率状态增大,总推力损失呈明显增大趋势,中间状态换算总推力损失达到了17.95%,最大状态换算总推力损失达到了27.72%。通过分析风扇换算转速、换算流量等关键参数,得出:装机后受进气道的影响,导致换算流量明显小于同等状态下台架试验的换算流量,同时进气道内气流总压的过大损失,是造成装机后发动机推力损失明显的主要原因。     

基于神经网络逆控制的发动机直接推力控制

首次将动态神经网络逆控制用于航空发动机直接推力控制。为了有效消除由于神经网络逆模型构造误差(即神经网络逆模型不可能完全逼近航空发动机的逆模型)而产生的稳态误差和解决航空发动机推力不易测量的困难,分别设计了积分补偿器和推力估计器,从而实现航空发动机直接推力控制。飞行包线内数字仿真结果表明,此控制方案具有良好的动静态性能、精度高、跟踪快。     

GE90大涵道比涡扇发动机动态性能研究

航空发动机数学模型的建立对于发动机控制十分关键,GE90系列发动机作为大涵道比超大推力涡扇发动机的代表,对于国内大推力发动机的研究具有重要意义和参考价值。以GE90-85B型号发动机作为研究对象,选择部件级特性建模方法,建立大涵道比涡扇发动机的稳态及动态模型,研究发动机在加减速过程各参数变化情况以及对性能的影响。结果表明,在高压转子80%转速、燃油流量阶跃增加,和高压转子100%转速、燃油流量阶跃降低的两种情况下,空气流量、油气比、燃烧室出口温度呈现出与燃油流量同增同减的状态;燃油流量阶跃变化时空气流量无法立即阶跃跟随,致使油气比出现超调的情况;加速时考虑高温部件寿命的影响需避免超温,减速需考虑油气比低导致的燃烧室熄火。     

航空发动机加力燃油流量寻优控制方法

为了实现带加力航空涡扇发动机最大推力寻优,作为途径之一,提出了一种新的加力燃油流量寻优控制方法。在常规开环的加力燃油流量控制计划的基础上,叠加一个闭环的寻优修正,以余气系数、加力燃烧室出口温度、喷口面积等参数为约束条件,并给出了不可测约束参数的解析计算方法以及解析余度校验方法。以某航空发动机动态模型为例进行了寻优控制方法的仿真验证,结果表明,采用新的加力燃油寻优控制方法,在包线范围内平均可以将发动机最大推力提高6%左右,并具备较好的寻优控制安全性。     

新机纵横

我国研制成功大推力涡扇发动机记者从日前召开的中国一航发动机事业部工作会上获悉,我国自行研制的大推力涡轮风扇发动机——“太行”航空发动机最近通过技术设计定型审查。“太行”航空发动机性能先进、技术成熟,可一机多用,有较大的发展潜力,是航空工业打基础、上水平的重点项目。它的设计定型不仅是一航人航空报国、自强不息的非凡壮举,也是我国在攀登世界科技高峰征途上迈出的重大一步,标志着我国从此跨入了第三代航空发动机研制国家的行列,在自主研制航空发动机方面实现了从中等推力到大推力的跨越,从涡喷发动机到涡扇发动机的跨越,从…     

基于安装结构实测发动机推力的载荷标定方法

针对某型航空发动机,在其安装结构的主要承力构件上进行应变计布置和桥路设计.分别对发动机安装结构部件和结构整体进行载荷标定试验,以此建立结构应变输出与载荷输入关系方程.并在此过程中对推力的标定方程进行相关性和显著性分析,相关系数和F值分别达到0.999和22000以上.推力计算值与加载载荷比较,单向和两向加载的工况下误差均在2%以内.结果表明：标定方程具有较高的精度.将标定方程代入实测飞行数据,得到发动机推力-时间历程曲线,与发动机燃油流量-时间历程曲线进行对比,两者变化趋势相吻合,进一步验证了发动机推力载荷测试方法的有效性和可行性,为飞机实际飞行时航空发动机推力的测量提供了一种可实施的技术途径.     

航空发动机推力测量方法

<正>推力是航空发动机最主要的性能指标之一,对其进行准确测量对于发动机研制与性能评定具有重要意义。发动机推力通常通过地面台架试验直接获取,目前普遍使用基于稳态模型的方法测量。由于该方法的测量值包含了动架的振动干扰、惯性干扰和运动阻尼干扰,使得发动机稳态时测量结果包含有波动干扰、过渡态时测量滞后,影响发动机稳态和过渡态性能评估。为满足航空发动机高空模拟试验中推力高精度、快速测量要求,国外对此开展了推力测量动力学特性研究、动态测量特性检验试验及测量结果数字补偿等研究,实现了推力的动态测量。国内在航空发动机动态推力测量方面还未见相关报道。本期《一种改进的航空发动机高空模拟试验推力测量方法》一文,通过建立高空模拟试验推力测量稳态模型和动态模型,对试验振动的影响进行仿真分析和试验验证,提出了对测量动架振动进行在线补偿的动态推力测量方法。并从测量不     

控制流参数对涡流阀变推力固体发动机性能的影响

以涡流阀变推力发动机为研究对象,利用涡流阀变推力发动机实验系统以及三维数值模拟,研究了控制流压强、流量、速度以及温度对推力调节性能的影响。研究结果表明:在其他条件一样的情况下,提高控制流的温度能够提高发动机的推力调节比;提高控制流的流量会增加发动机的推力调节比;提高控制流的速度有利于提高发动机的推力调节比。     

基于分形理论的航空发动机推力性能衰退规律

考虑到航空发动机本身及影响因素的复杂性,从研究复杂系统的角度出发建立了基于De Wijs分形理论的航空发动机推力衰退模型,在此基础上对航空发动机的推力性能衰退规律进行了分析和研究.研究发现航空发动机使用过程中全加力状态推力的衰变具有生物体寿命衰退特征,并在一定程度上可用维数为0.761的De Wijs分形曲线近似.      

航空发动机超声速巡航性能寻优控制研究

为解决航空发动机在不加力超声速巡航状态的性能寻优问题,提出进气道放气、风扇与压气机导叶角与燃油流量、尾喷管喉道面积五变量的序列二次规划优化调节方案,验证了航空发动机在最大安装推力、最小油耗、最低涡轮前温度三种控制模式时,相比较于传统的不带进气道放气的四变量优化方案,五变量优化方案优势明显,可分别提升最大安装推力7.5%,降低燃油消耗率4.6%,降低低压涡轮前温度1.5%;同时,为满足机载发动机模型自适应要求,建立基于输入端带积分补偿的卡尔曼滤波器的发动机自适应模型,并验证了航空发动机在发生蜕化时,五变量优化方案同样具有全局寻优优势。     

基于分形理论的航空发动机推力性能衰退规律研究

航空发动机在寿命周期内的使用过程中由于积垢、腐蚀、侵蚀等因素的作用,其部件及整机的性能逐渐衰退,这不仅导致航空发动机的使用性能下降,更对飞行的安全性、可靠性和经济性构成严重挑战。由于航空发动机本身及影响因素的复杂性,本文从研究复杂系统的角度出发建立了基于De Wijs分形理论的航空发动机推力衰退模型,在此基础上对航空发动机的推力性能衰退规律进行了分析和研究。研究发现航空发动机使用过程中全加力状态推力的衰变具有生物体寿命衰退特征,并在一定程度上可用维数为0.761的De Wijs分形曲线近似。     

用非定常机动飞行试验方法测定喷气式飞机的推力和阻力

测量飞机定常或非常飞行的性能或升阻特性时,为了能精确地测定发动机推力,需要由发动机高空试验设备预先获得数据。文中指出,在测量飞机阻特性的同时进行发动机总推力、质量流量测试深头的空中校准,可以不需要预先获得校准资料。文中提供了带静压尾锥的七号喷气式试验机,在1000－3000ft的额定飞行高度上9次非定常机动飞行试验得出的结果。除了升阻特性、发动机总推力和质量流量这些校准因子外,还能从测量结果中导出象水平飞行剩余推力和操稳性能那样的特性。由于用于本飞行试验的飞机的特殊性,对于本飞行试验的结果（特别是总推力和质量流量测量探头在飞行中校准的）有效性,只局限于发动机直线布局和刚性飞机的范围。     

涡轮冲压组合发动机模态转换多变量控制研究

为解决串联式涡轮冲压组合发动机在涡轮模态与冲压模态转换过程中的推力及流量连续控制问题,在基于EKF的在线发动机实时模型基础上,提出了基于推力控制的串联式涡轮冲压组合发动机控制规律。通过发动机内推力、总空气流量、风扇空气流量、风扇喘振裕度等多参数的闭环控制,实现涡轮冲压组合发动机的稳定模态转换。仿真分析表明,模态转换过程中推力稳态控制误差不超过2.1%,流量稳态控制误差不超过3%,模态转换过程中推力瞬态波动不超过9%,空气流量瞬态波动不超过7.6%。     

中国一航2006年度十大新闻

一、“太行”航空发动机通过技术定型审查 2006年初，我国自行研制的第一台大推力涡轮风扇发动机“太行”通过技术定型审查，标志着我国在自主研制航空发动机方面实现了从中等推力到大推力的跨越；从涡喷发动机到涡扇发动机的跨越；从第二代发动机到第三代发动机的跨越。对我国国防工业和国防现代化建设有着深远的历史意义。     

热循环参数对发动机性能和费用的影响

用统计方法给出了国产喷气发动机全寿命费用的估算模型,提出了全寿命费用率的概念,分别计算了发动机热循环参数和寿命提高后,推力、耗油率和全寿命费用率的变化情况。结果是 :增加涡轮前燃气温度可大幅度提高发动机性能,但费用也迅速增加,为使全寿命费用增加较少,必须提高发动机翻修寿命和总寿命,而单纯提高增压比则使发动机推力下降,全寿命费用率增加。      

基于综合参数的无加力混排涡扇发动机飞行推力确定方法

针对无加力燃烧室的混排涡扇发动机在飞行推力确定过程中理想推力及理想流量难以明确定义的问题,构建了综合参数模型,模型中换算空气流量及推力分别与发动机及喷管的综合压比具有较强相关性。根据无加力混排涡扇发动机的地面台及高空台试验数据,建立了基于综合参数模型的飞行推力确定方法,并选择不同高度、速度点计算结果与高空台实测推力及流量进行了对比验证。结果表明:发动机进口空气流量误差在3.0%以内,标准净推力误差在5.0%以内。此方法对无加力混排涡扇发动机具有较好的适用性,具有工程应用价值。     

高性能型航空润滑油迎来发展机遇

<正>近年来,随着各种高效环保的新飞机和新发动机的问世和投入使用,航空界对航空润滑油也提出了新的要求,一些航空公司或将面临更换润滑油的问题。在当前的航空市场中,飞机制造商纷纷打出了"节能、高效、环保"的招牌,对发动机提出了越来越高的性能要求,发动机在提高性能和推力的同时还需要降低油耗、噪声和二氧化碳的排放。实现这些性能指标的过程中,除了依靠各种新技术、新材料、新工艺之外,航空润滑油的作用也非常重要。据BP航空润滑油公司发布的最新"世界航空公司指南——涡轮发动机机队"显示,在过去15年中,民用航空发动机机队规模增长了22%,其中使用高性能润滑油的发动机机队规模增长超过了150%。     

通用飞机发动机的性能趋势监控

随着通用航空机队数量的不断扩大,飞行任务的不断增长,发动机安全已经成为不可忽略的主题,发动机状态趋势监控系统的研究和应用已经追在眉睫。在20世纪90年代以前,我国的民航飞机发动机主要是苏制的涡喷发动机和国产的活塞式发动机,他们都是有寿命限制的定期维护发动机。发动机出厂后都有严格规定的总体寿命和翻修寿命,当发动机使用到规定的翻修寿命时,无论其状态如何,性