多电飞机先进技术

阐述了多电飞机的特征，对多电飞机先进技术进行了研究，探讨了基于多电飞机的机载电源系统、无刷整体起动／发电机、容错供电技术、分布式配电技术、多电发动机、电刹车技术等。     

波音777发电系统设计

主发电系统波音777飞机的发电系统是胜德斯兰公司研制的,具有两个独立的系统,一个主系统和一个备份系统(见图1)。两个系统在飞机的两台发动机上都装一台发电机。主系统还具有装在辅助动力装置(APU)上的第三台发电机。此外飞机上还装有一台由冲压空气涡轮驱动的应急发电机。在正常情况下,飞机飞行中由主发电系统供电。主系统的发电机为3相400赫恒速交流发电机,相电压为115伏。其每台发电机与恒速驱动装置组成组合驱动发电机(IDG)。在恒速运转的APU上,则只安装发电机部分。电负载分布在左、右汇流条上。3台主发电机的每一台都能为一条或两条汇流条供     

普惠加拿大公司的多电小型涡扇发动机

普惠加拿大公司研究的多电小型涡扇发动机技术方案由整体起动机/发电机、电传动的发动机、飞机附件和电力调节装置组成。该公司的试验结果表明这种发动机在起动时对飞机蓄电池电流的需求大大减少,而整体起动机/发电机的发电能力增加。下一阶段他们将完成系统验证,并在地面和空中试车台进行整个系统试验     

基于飞机发电机测试的电负载控制系统

针对某型发电机性能测试需要,采用现代计算机控制技术设计开发了电负载控制系统.根据飞机供电系统性能参数要求和实际设备,采用高速数据采集卡采集发电机电网参数并计算功率.由可编程控制器控制电负载单元,测试特定负载下发电机性能及其对发动机影响.运用多线程技术,提高了系统实时性.经验证,系统满足实际测试要求,运行稳定可靠,测量准...     

APU电力无法接入飞机电网的排故分析

<正>空客A320飞机整个电网的所需电力,发动机运转时由发动机的发电机进行提供,当发动机停止运转时,则由APU发电机提供;APU发电机不仅是地面经停时的飞机电力保障,当飞机在空中,如果某一台发动机的发电机故障,为了保证飞机的厨房电气设备运转正常,APU的发电机起着至关重要的作用。我部有一架飞机在张家界短停期间出现一次APU启动正常,但无法供电的现象。回南京后正常,测试     

飞机座舱显示系统的发展现状和趋势

军民用飞机座舱的显示设备正在从体积大和耗能高的阴极射线管(CRT)向轻巧和更可靠的液晶显示(LCD)发展。新飞机的机型和改型均已采用LCD。但大量安装机电-CRT装置的飞机则成为其余飞机座舱的显示类型。根据目前的经济发展趋势,LCD改型仍是一种小业务,但其将在未来2-3年中迅速发展。在航空运输中,波音公司首先将平板主飞行显示器(PFD)与霍尼韦尔公司的LCD显示器装备在B777飞机上。下一代B737也使用霍尼韦尔公司的LCD。新的B747-400、B747-400ER和B767-400,都使用洛克韦尔-科林斯公司的平板显示器。空客公司的A380、A340-600和…     

K8飞机自由飞模型飞控系统设计研究

自由飞模型是按相似原理以飞机模型空中投放试验来验证原型飞机的操稳性能或获取飞机参数等，现通过对Ｋ８飞机自由飞模型控制系统的研究。设计了静不稳定飞行状态下的控制增稳系统。并根据自由飞的特点，设置控制器接通与否两种工作状态，可进行人工操纵飞行和接入控制器的操纵飞行。飞行记录表明，控制系统设计是成功的，可起到对原型机仿真的作用。     

用多整流器供电抑制电流谐波

本文提出用多整流器向直流电动机供电抑制电网电谐波的方法,分析了利用Ｐｓｐｉｃｅ仿真程序研究流器供电的特性,并给出了仿真实验结果。     

多电飞机大功率高压直流起动发电机系统研究与实现

起动发电（SG）一体化是多电飞机（MEA）和全电飞机（AEA）机载主电源系统的重要特征与关键技术。高压直流电源（HVDC）系统输出不受交流电频率约束，电机可工作在更高转速从而提高功率密度，且易于并联提高供电可靠性，已经成为飞机电源系统的重要发展方向。提出三级式高压直流起动发电系统架构，阐述了其组成和工作原理，分析了发电和起动模态下永磁发电机（PMG）、励磁机（ME）和主电机（MG）的运行特性，以及发电模态下励磁机的恒流源和电流放大器特性；研究了起动模态下主电机的转矩产生机理和影响因素以及励磁机单相交流励磁特性。研制成功120 kW/270 V高压直流起动发电机系统，构建起动发电一体化实验平台，完成了发电及发动机模拟起动运行实验，实验与仿真结果一致，为大功率高压直流起动发电系统在新一代飞机上的应用奠定了理论和技术基础。     

多电飞机混合储能系统的模型研究

简要分析了适用于多电飞机电网的蓄电池—超级电容混合储能系统研究的意义和价值,建立较为完整的混合储能模型,并在模型基础上采用模糊控制等方法,设计出三级控制策略,实现稳定飞机电网电压目的.     

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。     

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。     

Abnormal Shape Mould Winding

为解决网格化芯模的缠绕问题,本文提出了复合材料面片缠绕机理;接着详细分析了面片缠绕过程中的芯模凹曲面上纤维滑线和架空现象,应用微分几何曲面理论和空间几何理论,提出判据及其解决方案;最后,针对飞机发动机进气道的缠绕成型,编制缠绕控制程序并进行相应的实验,验证了面片缠绕方法的可行性。     

基于H∞性能指标的质量矩拦截弹鲁棒控制

 以所建立的质量矩拦截弹数学模型为基础，利用微分几何的反馈线性化理论，得到一个解耦线性系统，考虑到拦截弹的鲁棒性要求和3个滑块的协调控制问题，提出采用双回路的设计方法，内回路采用线性二次调节器（LQR），外回路采用考虑混合灵敏度问题的H_∞控制设计。仿真结果证明了该方法动态性能满足设计要求，同时对系统参数的不确定性具有较强的鲁棒性。     

航天器返回地球的气动特性综述

航天器返回地球的飞行过程中,气动特性是实现将宇宙飞行速度减到落地前速度、保证再入飞行得到有效控制以及再入防热安全可靠的关键因素。针对简单旋成体气动外形、半弹道式再入控制、烧蚀防热类返回航天器,综述了返回地球过程中变化的空气流域特性、航天器周围的气体绕流环境、空气与航天器作用产生的动力学与热效应等。系统地给出了该类航天器的再入气动特性参数与飞行性能的共性规律,包括:气动阻力与再入减速、气动升力与再入轨迹控制、配平攻角与飞行稳定性、气动加热与防热,以及再入过程中不同气动特性航天器、气象条件变化等对再入飞行性能的影响规律。为航天器开展返回飞行过程的跨流域气动性能工程研制提供设计参考。     

跨流域高超声速绕流Boltzmann模型方程并行算法

通过对Boltzmann方程碰撞积分进行模型化处理,提出了统一描述各流域复杂高超声速流动输运现象的气体分子速度分布函数控制方程,使用离散速度坐标法对分布函数方程所依赖的速度空间离散降维,构造出直接求解分子速度分布函数的气体动理论耦合迭代数值格式,研制了复杂飞行器高超声速绕流气动热力学计算模型。基于对气体动理论数值计算方法内在并行性、变量依赖关系、数据通信与并行可扩展性的分析研究,使用区域分解并行化方法提出了新型的气体动理论数值算法并行方案;研究了数据的并行分布与并行执行特征,开展了大规模的并行化程序设计,构造了可稳定运行于成千上万CPU的高性能并行算法,用以模拟各流域复杂飞行器的高超声速绕流问题。以稀薄流到连续流环境下不同Knudsen数、不同马赫数的可重复使用类球锥卫星体及翼身组合复杂飞行器等气动力、热绕流问题为研究对象展开大规模并行计算,并进行算法验证,所得计算结果与理论分析、直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)的模拟值及有关实验数据吻合较好,揭示了飞行器跨流域高超声速下的复杂流动机理与变化规律,提供了一条能够可靠模拟高超声速飞行器跨流域气动力及热问题的统一的算法应用研究途径。     

基于马赫数分布可控曲面外/内锥形基准流场的前体/进气道一体化设计

提出了一种高超声速飞行器乘波前体的外锥形基准流场设计方法,在锥面马赫数分布规律给定的条件下,通过有旋特征线法实现反设计,提高了基准流场设计的灵活性。该基准流场通过锥形"下凹"弯曲激波和波后等熵压缩波系压缩气流,可以在较短的长度内完成高效压缩。基于反正切马赫数分布外锥形基准流场设计的乘波前体具有较高的容积率,乘波特性良好且出口均匀,设计点时有黏升阻比为1.89。另外,基于该乘波前体和马赫数分布可控的内收缩进气道给出了一种双乘波的前体与进气道一体化设计方案,实现了内外流分别独立乘波,充分发挥了乘波前体和内收缩进气道的各自优势。     

Potentials of manufacture and repair of nickel base turbine components used in aero engines and power plants by laser metal deposition and laser drilling

IntroductionExpensive turbine parts like HPT(HighPressure Turine)blades or vanes are replaced bynew parts in case of damage.For example theburn through of the inner side of a blade or vane(Figure 1)is a frequently appearing damage,which cannot be repaired…     

Enhancing the efectiveness of film cooling

Advanced gas turbine stages are designed to operate at increasingly higher inlet temperatures to increase thermal efficiency and specific power output.To maintain durability and reasonable life,film cooling is needed in addition to internal cooling,especially for the first stage.Film cooling lowers material temperature by forced convection inside film-cooling holes and by forming a layer of coolant about component surfaces to insulate them from the hot gases.Unfortunately,each cooling jet forms a pair of counter-rotating vortices that entrains hot gas and causes the film-cooling jet to lift off from the surface that it is intended to protect.This paper gives an overview of efforts to enhance the effectiveness of film-cooling.This paper also describes two new design concepts.One design concept seeks to minimize the entrainment of hot gases underneath of film-cooling jets by using flow-aligned blockers.The other design concept shifts the interaction between the approaching hot gas and the cooling jet to occur further above the surface by using an upstream ramp.For both design concepts,computational fluid dynamics results are presented to examine their usefulness in enhancing film-cooling effectiveness.      

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<正>About Journal Chinese Journal of Aeronautics(CJA)is a comprehensive academic journal dealing with the fields of aeronautics and astronautics.It reports researches concerning the two fields in China and abroad to promote the academic exchange.Founded in 1988 and sponsored by the Chinese Society of Aeronautics and Astronautics and Beihang University,CJA publishes papers bimonthly,with issues released in February,April,June,August,October and December.