1 种自适应循环发动机亚声速巡航节流性能研究

推进系统亚声速巡航的燃油经济性是决定战斗机作战半径的主要指标。在巡航过程中会因减少发动机推力带来进气道溢流量增加,使推进系统燃油经济性降低。自适应循环发动机如何利用自身变循环特征减小进气道溢流进而提高推进系统燃油经济性是解决这一问题的关键。研究了1种在亚声速巡航状态带可变风扇系统的自适应循环发动机,利用自身变循环特征,实现等流量降低推力的方法。通过对可变几何机构组合调节的研究,获取了等流量节流方案,并分析了发动机在这一过程中的性能和匹配情况。结果表明:这种带可变风扇系统的自适应循环发动机能够在一定推力范围内实现等流量节流,减少进气道溢流量,提升推进系统在亚声速巡航状态的燃油经济性。     

PW8000的新技术

普·惠公司的PW8000发动机具有齿轮传动风扇的设计特征,它比同等推力的传统的涡扇发动机的级数减少40％,叶片数减少50％,推力为11029.4～15431.3daN,PW8000与PW6000发动机使用相同的核心机技术。 在PW8000齿轮风扇系统中的风扇与低压压气机之间配置了一个齿轮减速器,由低压压气机     

F110发动机性能提高计划

F110基本型(F110-GE-100)发动机是在F101发动机的核心机和F404发动机的风扇与喷管的基础上发展的涡轮风扇发动机,于1986年10月配装F-16C/D战斗机投入使用。之后,在F110-GE-100发动机的基础上,GE公司又发展了推力为12900dAN、推重比为7.28的F110-GE-129发动机,并于1991年配装F-16C/D和F-15A/C战斗机投入使用。20世纪90年代初,GE公司又规划了1个分3阶段实现的F110发动机性能提高计划,旨在使F110发动机的推力增大到17800daN。第1步工作的目标:使发动机的推力增大15%~20%,达到15600daN;或者在发动机推力保持目前水平的前提下,使发…     

动力模拟风洞试验中标准推阻分解方法的适用性分析

从标准推阻分解方法（Standard Bookkeeping Method ,简称SBM）的原理出发,分析了该方法在不同发动机模拟状态下的适用性。当发动机风扇压比高、喷管流动达到超音速（壅塞）状态时,动力模拟试验采用SBM方法计算质量流量和推力,其结果是正确的;当发动机风扇压比低、喷管流动为亚声速流动状态时,此时质量流量和动力模拟器的推力计算与外涵出口平面处的静压相关,SBM方法中喷口处静压Pe与前方来流静压P0相等的假设,导致计算中引入误差从而影响动力干扰分析。文中给出了不同静压差引起的质量流量和推力误差量,表明在动力模拟风洞试验中应测量外涵出口平面处的静压以获得可靠的动力干扰量。     

罗罗交付首件F-35B用发动机升力风扇

10月4日,罗罗公司位于美国印第安纳波利斯的新总装厂交付了首件F-35B用发动机的升力风扇。该升力风扇重达1220千克,在F-35B战斗机短距起飞和垂直着陆过程中能产生85千牛的推力．而整个发动机系统可以产生181千牛的推力,使得F-35B可以在美国两栖攻击舰上起降。     

航空航天技术

普惠试验F100－229A风扇叶片这种新型风扇叶片是按面积率设计的，首次用在F100发动机上。它的设计源于F119发动机上所进行的计算流体力学工作。新叶片根部呈扉斗型，以产生面积率效应，减少轮毂处的空气堵塞。这项改进可提高发动机空气流量，并使发动机在海平面的最大加力推力达143千牛，不加力推力达88千牛。试验中F100—229A的推力已超过163千牛。预计2000年中期开始F100—229A的耐久性验证试验，2001年着手早期生产。（生）‘罗兰C’将延长使用到2008年最近，在“导弹用户年会”上发表的一篇论文中声称，FAA将进一步确定“罗兰C”…     

3 外涵变循环发动机循环参数匹配模拟

3外涵技术能使发动机涵道比调节范围更宽,使其在所有推力范围和全包线下性能最优。分析了带核心机驱动风扇级（CDFS）的3外涵变循环发动机工作机理,利用稳态性能数值仿真程序,开展了3外涵变循环发动机循环参数匹配模拟研究,得到发动机循环参数取值范围。研究结果表明：3外涵变循环发动机工作范围更广,重点是通过改变其涵道比来实现压比的变化和发动机模态的转变,最终实现3外涵变循环发动机的优越性能。     

齿轮传动风扇旨在降低费用和简化结构

普惠公司的PW8000发动机的主要特点是采用齿轮传动风扇的结构,这种结构将使发动机的转子级数和叶片数分别比现有相当推力级的常规发动机的少40%和50%.该发动机的初步设计正在进行中,其详细设计在6月以前开始.因此,PW8000的一些特点将在今夏最后确定,预计合格证将从6月份以后用30个月时间取得.对于一种典型的涡扇发动机而言,其高压涡轮驱动高压压气机,而低压涡轮驱动低压压气机和风扇,然而最有效的风扇转速比低压涡轮的转速低,这导致都不是特别有效的折衷转速.对于齿轮驱动的风扇系统而言,减速     

核心机派生匹配性能模型及其应用

以成熟的核心机为基础,匹配带不同涵道比风扇（或带增压级）的低压系统,可以派生出不同推力级别的军用或民用涡扇发动机。本文以核心机派生中的部件,整机气动热力匹配关系为理论依据,建立了核心机派生涡扇发动机匹配和性能计算模型,该模型能对核心机在不同工作点下匹配不同低压系统所派生的发动机进行方案设计,并对其设计点和非设计点性能进行预估。     

轴驱动升力风扇发动机稳态性能仿真模型研究

以常规混排涡扇发动机性能模型为基础,结合升力系统工作原理,并以推力比为控制目标,建立了轴驱动升力风扇发动机稳态性能仿真数学模型。根据此模型编制了轴驱动升力风扇发动机整机稳态性能计算软件,并以轴驱动升力风扇发动机的三种工作状态为例进行了计算分析。结果表明,该模型软件逻辑正确,计算精度满足后续研究需要,为轴驱动升力风扇发动机性能分析及控制规律研究提供了必要的技术基础。     

F100最新改进──F100-PW-229A

F100—PW—229A是在F100—PW—229基础上研制的，也是F100军用发动机系列中最新和最先进的改进型，拟用于F—15E和F—16C／D。-229A将与GE公司的F110—129EFE（加强型战斗机发动机）竞争。与-229相比，它具有更大的推力、低的耗油率和低的使用费用以及可增大有效载荷。据普惠公司称，如果美国现有装-229的飞机都改成装-229A，则可节省4亿美元。目前-229A还处于研制阶段。高性能的风扇是-229A改进的关键，该风扇是在F119发动机风扇基础上研究的，其直径比-229的大25毫米，这使涵道比增加，空气流量达125千克／秒，推力增加10％。尽…     

使用高温粘方法修理和替换内衬密封条

在大多数商用飞机使用高效率的涡轮风扇喷气发动机时代到来的同时,飞机维修人员也面临着新的挑战,即如何修理和替换发动机上的耐磨损内衬密封条,也称风扇轨道。装在涡轮喷气飞机上涡扇发动机,一般其装在前部的风扇由它位于初级涡轮后面的二级涡轮驱动,它的作用是增加发动机中心的气流,以减少燃油消耗并提供更大的推力。为了得到涡轮风扇发动机提供的高空气通过率,必须迫使尽量多的空气通过风扇,因此需要使风扇顶端到风扇罩内核之间的间隙尽可能地小。如果风扇叶片和发动机内罩都是金属结构,由温度升高或离心力引起的任何叶片长度膨胀都可能…     

带升力风扇的垂直起降推进系统建模研究

为了填补国内对转升力风扇研究与垂直起降系统建模研究相结合的空缺,分别针对常规与对转升力风扇,建立了垂直起降推进系统的部件级实时数学模型,并进行了性能对比。针对减阻的要求,通过插值将升力风扇进气道的阻力系数选为0.0470;针对升力风扇非设计点特性准确性的要求,采用基元级理论对风扇进行半设计半计算;特别引入中介推力修正系数(κ)用于对转风扇的参数设计,该方法下两升力风扇推力相等,轴功率偏差为0.0265。进一步的动态仿真表明,由于风扇特性的影响,同样工况下非设计点处对转风扇的升力和轴功率更大;并且由于升力风扇与发动机的耦合性,针对不同升力风扇的差异性,发动机会通过调整转速而产生"趋同"的作用效果。     

功率提取与附加引气对涡扇发动机影响仿真

功率提取与附加引气是涡扇发动机在使用过程中必须考虑的因素,其对发动机的推力、耗油率及稳定裕度有着重要的影响。利用开发的涡扇发动机性能程序,计算了不同的功率提取量和附加引气量对某双轴混排涡扇发动机的影响。仿真结果表明,随着功率提取量的增加,发动机的推力和耗油率上升、风扇和高压压气机稳定裕度下降;随着附加引气量的增加,发动机的推力下降、耗油率、风扇和高压压气机稳定裕度上升。     

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%。     

GE公司准备试验增强型F414

GE公司准备研制增强型F414发动机,并正在为该发动机研究新技术,包括新的2级前掠整体叶盘风扇、6级高压压气机和高压涡轮,这些新的部件技术将使发动机的推力提高20%     

GE90创喷气发动机推力新记录

据《防务数据》报道 ,ＧＥ90在其初始地面试验期间 ,推力达到 5 35 4 1ｄＮ ,创造了喷气发动机推力的新记录。该新记录是ＧＥ90 115Ｂ发动机在俄亥俄州皮布尔斯附近的ＧＥ飞机发动机户外试验综合设施上试验期间创造的。在第一阶段地面试验期间 ,该发动机的推力达到 5 35 4 1ｄＮ ,然后稳定在 5 2 2 6 3ｄＮ推力状态下运行。目前 ,该发动机的目标是完成 15 0ｈ试验 ,以测定推力、性能、侧风能力和风扇叶片应力水平。ＧＥ90 115Ｂ———世界最大推力涡轮风扇发动机是为波音远程 777 30 0ＥＲ和 2 0 0ＬＲ双发飞机研制的唯一动力装置。GE90…     

燃烧室轴向长度对旋转爆震发动机性能的影响

采用氢氧单步化学反应模型,对以当量比为1.0的氢气空气预混气为反应物的旋转爆震发动机（RDE）进行了数值模拟,系统研究了燃烧室轴向长度对RDE性能的影响.通过详细分析燃烧室进出口气体状态参数,揭示了燃烧室轴向长度对发动机影响的内在机理.研究结果表明:燃烧室轴向长度过短时,爆震波的形成不够充分;在发动机推力中,动量推力占主要部分;在计算的燃烧室轴向长度范围内,发动机的比冲为5410~5566s,燃烧室轴向长度对发动机比冲的影响较小.      

相似设计在某风扇改型设计中的应用

针对某涡扇发动机推力增大的动力需求,在充分分析原型风扇性能和流场的基础上,对原型风扇进行了改型设计.改型设计的方法采用“轴流/离心压气机通用叶片造型设计系统”,依据相似理论,在保证第2级风扇进口的相似准则和原型一致,即保证改型与原型第2级风扇在进口的换算流量和换算转速相等的前提下,来增大第1级风扇的流量和压比.经过三维流场计算和分析,结果表明:在风扇转速提高到1.011的情况下,流量提高到1.071,压比提高到1.074,效率提高到1.029,裕度比原型提高了0.8%,达到了性能指标的要求,改型设计结果比较理想.总体对风扇的性能和整机匹配性分析和评估表明:该风扇改型设计方案能够满足该涡扇发动机推力增大的需求.      

风扇冲压发动机性能计算及参数分析

本文介绍了涡轮风扇冲压组合发动机的一种简化的热力性能计算方法及风扇压比为3的风扇冲压发动机沿等动载((?)=0.7)轨迹飞行时发动机性能计算结果。文章着重分析了风扇压比对发动机高空推力及起飞推重比的影响,还分析了大飞行动载及高飞行攻角对发动机性能的有利影响。最后,对发动机在M≥6之后采用注水加力方法提高亚燃冲压发动机工作上限问题进行了研究。