航空发动机可靠性研究的发展趋势

可靠性是产品在规定的条件下、规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性工程包括可靠性技术和可靠性管理两个方面。其目的是提高装备的完好性和任务的完成性，减少全寿命期费用。航空发动机是高速高温燃烧气体在高负荷下工作的动力机械。这种复杂的热力旋转机械是综合运用了气动热力学、燃烧学、结构力学、自动控制技术以及材料、工艺、测试等方面的科技成果而研制出来的。由数以万计精密零部件组合在一个尺寸受到严格限制的空间内的燃气涡轮发动机，要求它在压力、温度、转速和应力变化范围很大的严酷条件下，不仅要满足性能、作战适用性、环境等方面的许多特殊要求，而且还要持久、可靠地工作。由此对航空发动机的可靠性要求比一般机械产品的可靠性要求更高，难度更大。     

航空发动机滑油系统稳态模型的算法构造

滑油系统作为航空发动机关键系统之一,对航空发动机的可靠性起着决定性作用。在分析滑油系统部附件的基础上,根据部附件特性单调变化的特点,提出了“平衡计算”的概念,应用向量运算方法和多种插值算法取代传统的迭代算法来构造航空发动机滑油系统稳态模型算法的思路和方法,并用该算法编制程序对发动机在海平面最大状态下滑油系统性能参数进行了验算。验算结果与技术数据吻合较好,表明所构建的稳态模型算法是有效、可行的,可普遍用于模拟各种航空发动机滑油系统的工作状态。     

CFRP超高周疲劳损伤演化过程

碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）在航空航天等领域得到广泛应用，CFRP构件的超高周疲劳问题逐渐凸显出来。本文采用超声三点弯曲疲劳试验系统对CFRP复合材料的损伤演化过程进行研究。结果表明：CFRP复合材料在超高周三点弯曲加载下的S-N曲线呈阶梯状，尤其在10⁸周次后，其疲劳强度明显下降。通过对CFRP复合材料在同一视场不同周次下的损伤过程进行分析，发现该材料在超高周加载下的损伤形貌主要表现为3种特征：纤维束交叉处基体损坏、近纤维束平行段基体空洞、基体贯穿，并随着加载周次的增加，其损伤过程也按照这3种特征依次呈现出来。     

氧浓度增加对空气喷气发动机性能影响的实验研究

本文研究了进气中氧浓度增加对空气喷气发动机的影响。利用冲压式喷气发动机进行了改变进气氧浓度直至达到25％的模拟实验。其结果表明,氧浓度的增加可以显著地改善发动机燃烧室的工作条件,从而提高发动机的性能。     

基于试片超高周疲劳试验的叶片高周疲劳寿命估算方法

依据梁的振动理论,推导了叶尖振幅a与叶片自振频率f乘积af值,来表征叶片振动应力;基于某型航空发动机压气机叶片材料试片超高周疲劳试验结果,结合af值理论,推断该叶片高周疲劳寿命.对该叶片进行1阶弯曲高周疲劳试验,结果显示:af值为1 700,1 800,1 900mm/s时,超高周试验疲劳试片和实际叶片的疲劳寿命均在1×107,0.7×107,0.5×107周次附近,即超高周疲劳试验试片和实际叶片的疲劳寿命基本一致.     

航空发动机的一种Volterra级数非线性动态模型

研究航空发动机的非线性动态模型的建立问题。利用Volterra级数对航空发动机的动态过程进行描述,建立非线性模型,提出了模型的辨识算法。利用某型涡扇发动机的动态仿真,进行了发动机Volterra模型辨识及验证。结果表明,Volterra模型可以描述发动机从慢车与最大间的动态过程。