军用航空发动机防火和耐火试验研究

根据CCAR-33-R2《航空发动机适航规定》中的防火、耐火适航条款和GJB241A-2010《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》、GJB 242-1987《航空涡轮螺桨和涡轮轴发动机通用规范》,分析军用航空发动机防火、耐火试验验证的现状,提出加强军用航空发动机防火、耐火试验验证的意见。     

对美国军用规范中航空发动机燃油与控制系统的分析

MIL-E-5007D《涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》和MIL-E-8593A《涡轮轴和涡轮螺桨发动机通用规范》对航空发动机燃油与控制系统附件提出了包括定义、界面、设计、安装、环境条件、标准以及试验考核项目等内容。这两项规范不但内容丰富而且技术先进,要求严格。初步统计,两项规范均有600余条规定,而直接或间接涉及发动机燃油与控制系统附件的条文就有120条左右,约占总条文的1/6强。众所周知,目前世界各先进国家的航空事业     

对美国军标MIL—E—5007有关性能和定型试验的几点认识

通过美国发动机专家迈克尔先生的讲课,对美国军标MIL-E-5007《美国航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》(以下简称规范)加深了理解,现对其有关性能和定型试验方面的问题,谈几点初步的认识。     

温度畸变发生器的设计与实验

介绍了航空发动机温度畸变试验装置设计技术与研制方法,主要设备及设计技术指标,以及用A型涡轮喷气发动机B型涡轮风扇发动机调试和对比试验结果。调试试验结果表明:温度畸变发生器主要技术指标满足发动机进口温度畸变的需求,该装置具有高的工作可靠性、可控性和稳定性。      

对国军标GJB241—87《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》的一些修改建议(有关结构完整性方面)

通过回顾国军标GJB241—87《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》实施七年来,在结构完整性方面碰到的一些问题,并在与国外军用发动机最新标准,美国的MIL—STD—1783《发动机结构完整性大纲》和英国的DEF STAN 00—971《航空燃气涡轮发动机通用规范》对比分析的基础上,对国军标提出了一些修改补充建议。     

军用航空涡喷和涡扇发动机吞鸟试验

本文主要讨论军用航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机吞鸟试验参数的选择和对吞鸟试验的要求。     

贯彻军标提高了发动机研制水平

贯彻军标提高了发动机研制水平叶维义（六○六研究所）我所在研制航空涡喷涡扇发动机过程中，重点采用了参照７０年代已发展成熟的ＭＩＬ－Ｅ－５００７Ｄ而制定的ＧＪＢ２４１－８７《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》与相关的几十项标准，及结合我所某涡轮喷气发...     

浅析美军标MIL-E-5007D的应用

1973年10月出版的《美国航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》MIL-E-5007D是当今各国使用的同类规范中最新的一个。实践表明,该规范的制订和出版已为美国七十年代几种高推重比军用加力涡轮风扇发动机的研制成功奠定了良好基础,其中美国通用电气公司在为F/A-18战斗机成功研制的F404发动     

对国军标GJB241—87《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》的一些修改

通过回顾国军标ＧＪＢ２４１－８７《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》实施七年来，在结构完整性方面碰到的一些问题，并在国外军用发动机最新标准，美国的ＭＩＬ－ＳＴＤ－１７８３《发动机结构完整性大纲》和英国的ＤＥＦ ＳＴＡＮ ００－９７１《航空燃气涡轮发动机通用规范》对比分析的基础上，对国军标提出了一些修改补充建议。     

“昆仑”发动机的衍生发展

介绍了中国首次按国军标GJB241—1987《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》的要求,自行设计研制成功的“昆仑”加力式双转子涡喷发动机的衍生发展。解决了与现役涡喷系列发动机安装互换性的技术难题,发展出“昆仑”A／B／H系列发动机,可满足多型飞机的动力需求;采用先进技术,增大空气流量、提高部件效率、减少压力损失,发展了推力增大型“昆仑Ⅱ”发动机;沿着“航机改燃机”捷径,改进燃气发生器,全新研制双级动力涡轮,发展了QD-128工业燃气轮机,已用于油田发电。     

航空发动机先进控制概念和高稳定性发动机控制系统研制

简要介绍了近年来航空发动机控制概念和设计思想的发展趋势，着重分析说明了高稳定性发动机控制技术，高稳定性发动机控制技术的特点是将控制的重点放在单个部件上，通过减小部件稳定裕度要求或扩大部件稳定性工作范围来提高部件的性能并实现系统收益。习行试验结果表明，这种控制方法可以较精确地估算和适应发动机进气道畸变并进行实时控制，降低了对设计失速裕度的要求，提高了发动机性能和稳定性。     

某涡扇发动机空中停车率分析与优化

为了分析某型军用涡扇发动机空中停车的原因,通过自批量装备部队以来发生的空中停车故障,根据历年空中停车率总结了停车原因的变化趋势,归纳了空中停车率统计结果,分析了影响空中停车率的空中停车事件以及故障件与故障原因,提出了提高成附件可靠性水平、优化控制规律和加强监控措施等预防措施。结果表明:影响发动机空中停车率的主要因素是控制系统和传动润滑系统成附件故障与整机喘振裕度低。     

考虑性能衰退的航空发动机总体性能裕度设计研究

研究大型客机发动机在使用过程中的性能衰退对总体性能的影响,将结果用于发展型发动机总体性能裕度设计中.利用性能衰退专项试验的数据和获得的返厂进行翻修的发动机磨损程度数据,分析计算出部件效率下降对性能的影响,找出发动机新交付时与性能衰退后的差值,将这个差值应用在发展型发动机性能衰退后的总体性能计算中.针对被研发动机获得的结果是:总体性能设计需要留取100℃的燃气温度裕度以保证翻修期内的安全使用,性能衰退后单位燃油耗油率SFC平均上升7%,发展型发动机依靠部件效率改善能够满足新一代飞机的更高性能要求.      

基于试车试验的涡轴发动机整机喘振裕度研究

某涡轴发动机在外场使用过程中,由于进气环境的影响和多发不同的装机位置等因素,致使发动机出现偶发喘振或前喘征兆等现象。为此,对原型机转子进行改进设计。同时,采用试车试验的方法,测算并验证改型机的整机喘振裕度。结果表明:在整个工作范围内,改型机的整机喘振裕度得到了全面提升,设计点喘振裕度由10.65%提高至16.21%。试验可为该系列发动机设计制造和改进使用提供数据参考。     

航空活塞发动机涡轮增压系统的安全边界研究

针对高空长航时无人机的动力性和安全性要求,首先应用MATLAB/Simulink对某型一级航空活塞发动机涡轮增压系统建立联合仿真模型.模型主要分为四部分:涡轮增压器模型、发动机平均值模型、中冷器模型和废气阀模型,并根据实验数据对仿真结果进行了校核,确保模型的可行性.在此基础上从整个系统的角度出发研究活塞发动机涡轮增压系统的安全边界,通过发动机级的安全边界要求给出增压器级的安全要求,同时分析主要参数对系统安全性的影响.最后,建立基于安全边界的废气阀的调节规律,使整个活塞发动机涡轮增压系统运行在安全边界之内.结果表明:基于模型的活塞发动机涡轮增压系统的安全边界研究方法给可以给出系统安全运行边界,同时可以在保证安全的前提下为下一步改善发动机涡轮增压系统的性能提供依据,进一步在设计阶段确保系统的安全性.      

基于喘振裕度估计模型的发动机高稳定性控制

为解决超机动飞行中发动机喘振裕度不可测量的难题,提出一种发动机喘振裕度的建模方法.喘振裕度的模型分为常规飞行时的无畸变模型与超机动飞行时的损失量模型两部分.无畸变模型是基于喘振裕度特征选择算法筛选最优模型输入,以非线性拟合方法建模实现;损失量模型则基于在线攻角预测模型实时评估发动机进口畸变度,进而计算获得.而后利用上述估计模型对发动机的稳定性进行实时预测,在不改变发动机原控制回路的基础上,对涡轮落压比控制指令进行喘振损失补偿,实现高稳定性控制.最后,通过大攻角机动飞行的数字仿真,验证了上述方案可以准确控制发动机喘振裕度在11%~13%,保证了发动机工作的稳定性和高效性.      

退化发动机加速性能恢复控制方法

针对退化发动机加速性能下降的现象,提出一种变喘振裕度约束的模型预测控制方法。通过分析退化发动机在加速过程中的工作特点,将加速过程分为三个阶段,在不同阶段采取不同的喘振裕度约束。鉴于模型预测控制能够显式处理约束、采用在线滚动优化来获取最优控制输入,采取模型预测控制方法,并采用具有较高实时性的交替方向乘子法求解优化问题,实现了退化发动机加速性能的恢复。数字仿真结果表明,采用本文所提出的加速性能恢复控制方法后,相比退化发动机,加速过程中所耗费的时间缩短了35%以上。     

核心机及其派生发动机发展的方法

核心机及其派生发动机发展的方法研究表明,可以通过增大空气流量和增大核心机的循环功来实现发动机推力增大,但需要在发动机设计中事先考虑工作转速、流通能力和叶轮机功率等储备。在核心机基础上进行发动机系列化发展,原则上可以采用保持高压压气机设计换算转速不变,或者保持最高燃气温度不变的技术措施,实际应用中上述两种方法都采用。因此,在核心机及基本发动机研制中,既要有燃气温度和转速的储备,又要有高压压气机性能的储备。但是,在核心机基础上研制大涵道比涡扇发动机和小涵道比加力涡扇发动机的技术途径是不同的。      

一种涡轮发动机加速控制规律设计的新方法

 提出了一种涡喷、涡扇发动机加速控制规律快速设计的新方法：在发动机稳态特性计算模型的基础上,通过额外增加转子提取功率,使得发动机稳态工作点（线）靠近喘振边界,在同时考虑燃烧室富油熄火边界、涡轮进口总温限制以及压气机喘振裕度限制的条件下,利用适当的控制规律描述形式并结合发动机工程研制中的经验,能够快速而准确地获得涡喷、涡扇发动机加速控制规律。对某型涡喷发动机加速控制规律的改进的计算结果表明,提出的加速控制规律的设计方法准确而有效。     

进口动态总压流场对燃机稳定性裕度影响

为了得到某燃机发生喘振的原因,在燃机进口进行了动态流场测试,对流场中存在的较大涡旋尺度、较大瞬间动态压力畸变以及与进口涡壳共振产生的转速基频脉动等动态流场特点进行了详细研究,获得了进口动态总压流场特点.试验数据和资料分析表明:进口动态流场的特点使发动机稳定裕度损失加大,从而造成发动机喘振.