航空发动机关键件寿命管理过程

作为发动机设计的核心技术环节,关键件寿命管理体系的成功建立是发动机制造商技术水平的重要标志,也是其航空发动机设计与制造技术完美融合的最高体现。美国联邦航空规章FAR33部《航空发动机适航标准》要求,发动机制造商需制定三项计划——工程计划、制造计划和使用管理计划,以完成关键件的寿命周期管理。     

可靠性设计中材料屈服极限的最佳选择

根据航空发动机结构完整性大纲, 对于断裂关键件必须进行损伤容限设计分析。由于材料缺陷, 加工缺陷或疲劳引起裂纹的扩展, 都会导致构件断裂, 为此要求在有缺陷(裂纹)的情况下, 构件应能保持足够的损伤容限, 这主要靠正确选用材料, 控制应力水平, 采用抗断裂结构, 控制加工精度及采用可靠的检查方法来实现。      

航空发动机滑动局部线性模型及控制

为了提高航空发动机的控制性能和控制系统的可靠性,提出一种基于粒子群算法的航空发动机局部小区域自适应滑动 的线性模型建立方法和双闭环自适应PI控制方法。在辨识区间内,以发动机转子转速为状态变量,采用在线实测数据和粒子群算法的参数估计方法,使模型辨识参数按照设定区间大小自适应跟踪滑动,从而保证线性模型能够精确逼近发动机的非线性动态。通过分析发动机燃油调节器的工作特性,建立了燃油调节器计量活门和电液伺服阀的传递函数,并根据所构建的模型,设计了航空发动机转子转速和燃油流量双闭环自适应PI控制系统以实现对航空发动机的精确控制。结果表明：利用局部滑动自适应辨识计算机得到的数据与发动机稳态、动态试验数据相吻合,且双闭环仿真控制性能满足航空发动机工作性能要求,表明所提出的航空发动机局部线性建模方法和自适应PI控制器参数算法对提高发动机的控制性能是有效的。     

电子束焊接工艺应用于某型发动机关键件取得成功

电子束焊接工艺应用于某型发动机关键件取得成功由中国航空工业总公司下达，北京航空工艺研究所、西安航空发动机公司等单位共同承担的某型发动机高压压气机盘鼓及燃烧室薄壁机匣等关键部件电子束焊接项目已按任务和协议全部完成，研制的电子束焊发动机部件通过了地面和高...     

基于单元体的军用航空发动机寿命控制和管理

结合我国航空发动机可靠性和寿命管理的现状,借鉴西方经验,依托国内研究成果,阐述了单元体发动机寿命控制与管理的基本要素、程序和方法,重点就关键件安全寿命、单元体翻修寿命和最低放行寿命等寿命控制的核心问题进行了分析。指出对于采用单元体设计的发动机的寿命控制和管理的核心是从全寿命角度对发动机的工程应用进程进行控制和管理,以工程可行的方法保证发动机安全、经济的使用,及按标准化的程序执行合同,使与发动机及其附件、地面维修和使用支持有关的承包商在设计、研制、技术批准、制造和大修过程中能以管理有序的方式与用户进行配合,以取得可靠性、安全性、经济性和性能的最佳折衷。     

1种Ndot 过渡态PI控制律的设计方法

转子加速度的过渡态控制律已应用于先进的航空发动机控制系统的设计中,以改善过渡态的加减速性能,其优点在于N-dot控制计划能够保证同一型号发动机加减速性能的一致性,而不随发动机加工制造误差、材料差异及部件性能退化等因素变化。针对双转子涡扇民用发动机,提出了1种N-dot过渡态控制律的设计方法,基于差分进化算法,在发动机慢车到最大状态对应的若干稳态工作点,设计了相应的N-dot PI控制律,采用增益调度计划构建了全飞行包线内的N-dot过渡态控制律。在发动机性能退化的情况下,对N-dot闭环过渡态控制与油气比开环过渡态控制的加速性能进行了仿真。仿真结果表明:N-dot闭环过渡态控制性能优于油气比开环过渡态控制性能。     

国外航空发动机关键件定寿和延寿方法分析

为获得航空发动机关键件的最大安全使用寿命,在国际航空领域开发了多种寿命评定方法。针对国外军、民用航空发动机通用规范对关键件的安全性要求,深入分析了5种定寿方法和基于裂纹扩展寿命、改进的统计方法、风险评估等方向研究发展起来的３种关键件延寿方法的原理、使用范围、使用条件以及安全性等问题。根据假设的轮盘试验结果,采用预定安全循环寿命法计算了轮盘的安全寿命,并分别运用改进的统计法和简化的风险模型进行了轮盘延寿的计算和分析     

国内首家航空关键件维修工程技术中心成立

<正>2014年3月,中航工业北京航空材料研究院航空关键件维修工程技术中心正式成立,该中心是以中航工业航材院的先进材料和制造技术为基础,主要对损伤的航空关键件进行修复或改造,使其至少满足一个翻修周期的使用要求,具体包括部件服役后的损伤检测与评估及损伤部件尺寸恢复、到寿部件延寿、新品制造过程中超差部件尺寸及组织性能的恢复。该中心针对各类航空发动机及辅助动力装置、飞机、地面燃气轮机部件损伤缺陷,采用激光3D打印、真空钎焊、表面工程、热处理等先进技术进行     

序言

基于国内、外航空发动机研制、生产、使用中的故障及经验 ,在我国从 1 985年开始了一项航空发动机结构完整性的研究计划。该计划由国家拨款 ,在中国航空发动机总公司的直接领导下 ,由沈阳航空发动机研究所具体组织实施。该计划的目的在于有效地改进我国航空发动机的可靠性和耐久性 ,以保证发动机结构的安全 ,延长使用期和降低寿命期费用。该计划涉及下列研究领域 :1 .航空发动机的使用载荷和载荷谱。2 .航空发动机用材料性能。3.航空发动机结构设计准则 ,包括分析方法和程序 ,试验与测试技术和要求。1 985～ 1 989年期间共开展研究课题 6 2…     

航空发动机关键件使用寿命监视系统设计

使用寿命监视对提高飞机和发动机的安全性,可靠性和使用经济性有重要作用。基于军用飞机飞行数据建立的地面数据处理和关键件使用寿命消耗分析系统,其功能包括：对发动机状态监视参数进行筛选并提取影响低周疲劳动寿命的循环数以及影响蠕变疲劳寿命的热状态参数,进而利用线性累积损伤理论建立各关键件在低周／蠕变交互作用下的实际寿命消耗的计算模型。通过发动机使用寿命数据对发动机监视关键件的剩余寿命加以管理,为使用和维修提供参考依据。     

精品图书推荐

《航空发动机的发展研究》该书主要研究航空发动机的发展道路、规律。政策、途径、组织、计划、现状和前景,分为基础综合篇．道路管理篇、研究计划篇和专题技术篇。作者对国外航空发动机发展的历史经验教训、研究与发展工作的客观规律和组织管理以及各种新概念和新技术均有深入的研究,并结合我国的实际情况,     

航空发动机辅助安装节吊耳结构优化及试验验证

安装节是航空发动机的关键件,若其失效将导致发动机从飞机上脱开的严重后果。基于安全性和可靠性考虑,同时不改变安装节整体外廓结构尺寸,对某型航空发动机的辅助安装节吊耳进行了结构优化设计。基于有限元应力分析以及静强度和疲劳寿命试验,对原结构和优化后的辅助安装节吊耳进行了对比,结果表明:其静强度和疲劳寿命均大幅提高,优化后的结构更合理。     

航空发动机限寿件批准寿命适航验证方法

以传统的安全寿命法为基础,研究了航空发动机限寿件批准寿命适航验证流程和审定要素.以限寿件适航要求和咨询通告符合性方法为指导,借鉴航空发动机通用规范对关键件的定寿管理方法,从计算分析验证和试验验证给出限寿件批准寿命适航符合性验证的流程和方法.以典型的民用航空发动机为例研究了限寿件的判定准则.从限寿件结构危险点的判定方法、载荷谱的处理和应力分析给出了限寿件批准寿命计算分析验证的关键技术;从试验条件、试验温度方案、试验应力系数和散度系数的获取给出了限寿件批准寿命试验验证的关键技术.为航空发动机限寿件批准寿命适航审定提供指导方法,也为中国民用航空局编制航空发动机限寿件适航咨询通告提供参考依据.      

国外第四代歼击机发动机的特点和我们应如何发展的几点意见

本文主要论述国外第四代歼击机发动机的主要特点,以及国外航空发动机的发展计划,一是现役航空发动机继续改进、一是美国的IHPTET计划。最后,对我国2000年左右在航空发动机研制上应如何发展谈了自己的看法。     

某型航空发动机混合器连接螺钉断裂故障分析与预防

某型航空发动机外场使用过程中混合器连接螺钉发生断裂。通过对断裂螺钉进行金相检查,从发动机结构、装配、修理流程等方面进行分析,确定了螺钉断裂原因与相关影响因素,制定了相应的改进措施。     

基于LMI的涡扇发动机抗积分饱和PI控制

针对航空发动机控制计划中加减速供油线对主燃油限制的控制计划,基于状态空间理论和线性矩阵不等式LMI(Linear Matrix Inequality)的方法,提出了用于解决航空发动机控制中由于主燃油供油量超加减速供油线后导致控制效果明显变差甚至出现震荡问题的抗积分饱和IWP(Integral Wind-up Protection)算法,给出了同时保证闭环稳定性和饱和抑制性的LMI解。以某涡扇发动机为被控对象,基于LMI方法在已有的控制器上进行了IWP的设计,并进行了发动机非线性动态系统性能仿真验证。结果表明,在已设计的PI控制器结构中嵌入IWP补偿器构成具有抗积分饱和作用的PI控制器,能提高控制系统的动静态性能。     

美国加速任务试车技术在军用航空发动机上的应用

加速任务试车(AMT)是目前国外研究军用航空发动机耐久性的标准试验,是发动机寿命管理的重要方法。本文以美国F404-GE-402发动机、F110-GE-100发动机为例,介绍了AMT技术在发动机设计验证、部件改进、寿命管理、维修计划等方面的具体做法,对有效提高我国发动机型号研制的风险管理与控制能力和实现发动机的高可靠性具有重要的研究与借鉴价值。     

航空发动机主燃油执行机构容错控制

为了在主燃油计量活门位移传感器出现故障时仍能实现航空发动机全包线范围内的转速自适应控制,根据航空发动机转速自适应控制原理提出了一种基于零极点配置原理的容错控制方法,根据高压转子转速控制计划与实测转速之间的误差对主燃油控制电液伺服阀电流进行闭环运算,并运用零极点配置原理将控制参数与转速自适应控制相融合,参数在全包线范围内随发动机状态变化进行自适应调整,通过半物理模拟试验对该容错控制方法进行了验证。结果表明：该容错控制方法能够在全包线范围内保证数字电子控制系统稳定工作,并具有较好的稳态和动态性能,发动机高压转子转速稳态波动量在±0.15%以内,超调量和下降量分别在0.63%和0.61%以下,而且容错控制方法实施方便、自适应性强,对提高航空发动机数字电子控制系统的工作可靠性具有重要作用。     

基于AHP的航空发动机在翼寿命预测

航空发动机作为飞机的心脏,其健康状态直接影响着飞机的安全飞行和可靠工作。能否对发动机机队进行科学的管理,对航空公司的运营状况起着极其重要的作用。因此,需要有一套科学完善的航空发动机在翼寿命预测系统对机队进行评估预测,来帮助工程师及时了解机队当前的整体运行状况,及时制定出合理的更换发动机和维修计划,从而降低发动机的使用和维修成本,提高发动机可靠性。     

先进智能发动机研究与发展

智能发动机是1种先进的新概念航空发动机,是美国IHPTET计划及其后继计划——VAATE计划最核心的内容。对智能发动机,简述了其概念和特点,重点综述了其关键技术和其智能状态监视与故障诊断技术。