钛合金的滾压冷成形

钛及钛合金与铝、钢等常用材料相比较,具有比强度高、抗应力腐蚀好等优点。又由于钛及钛合金的屈服强度高、弹性模量小、缺口敏感性高、纵横性能不均匀等特性,所以在冷成形过程中,产生了极大的困难,限制了它的应用。近年来,随着工业技术的不断发展,使钛及钛合金在近代航空发动机中得到日益广泛的应用。例如:斯贝511与512型发动机的外函道及斯贝MK—202型加力燃烧室的引射机匣均采用钛-铜合金(含2.5％Cu)来制作筒体、     

涡扇发动机加力燃烧室热阻损失的计算

加力燃烧室内热阻损失的计算虽然在许多著作里都有论述,但都作了一定的简化,作为工程计算,误差较大。本文在斯贝MK202发动机计算机程序中有关加力燃烧室热阻损失计算方法的基础上,探讨一种能同时计算出涡扇发动机加力燃烧室内涵燃烧区及外涵燃烧区各自热阻损失的一种工程上实用的计算方法。     

热铆与拉铆

在六十年代,航空发动机上的许多铆接工艺渐渐被焊接所代替。但随着航空发动机的发展及新型高温合金材料的出现,为适应新型结构以及维修、更换、延寿的需要,在现代航空发动机的制造过程中,铆接技术又有了新的应用和发展。在斯贝512发动机的测绘及斯贝MK-202发动机的试制中,我们不仅发现铆接量多,而且铆接种类也较齐全,除冷压铆外,还有热铆、盲铆等特种铆接。现仅就热铆与拉铆工艺介绍如下:     

固体火箭发动机零维两相燃烧室压强计算方法研究

为了更准确地预估含金属燃料固体火箭发动机的燃烧室压强,在压强计算中考虑两相流的影响,从一维两相喷管流动的求解出发,通过两相平衡流模型、两相常滞后模型、两相等温流模型、颗粒定温模型等模型的简化,分别推导不同模型下喷管中两相混合物的流量计算公式,再把流量公式应用到发动机零维内弹道理论中,推导并简化得到零维燃烧室平衡压强的计算公式。把压强公式用于HTPB推进剂固体火箭发动机和铝冰固体火箭发动机的燃烧室压强计算,结果表明,当固体推进剂中金属含量较高时(如铝含量为21%的HTPB推进剂发动机),用传统零维燃烧室压强公式预估的压强与实验误差较大,而使用合适的两相流模型和对应的零维燃烧室压强计算方法,在HTPB发动机中,能把压强预估结果与实验的误差降低到6%以内。如果使用多维内流场计算的方法,燃烧室压强预测结果的误差将下降到2.5%以内。结论发现在含金属固体火箭发动机的燃烧室压强计算中,考虑两相流的影响是必要的,而使用两相流修正后的零维燃烧室压强计算公式能够快速、较准确地预估这些发动机的燃烧室压强。     

钛合金引射机匣的氩弧焊

随着航空发动机性能的提高,新型发动机的出现,钛合金在近代航空发动机上的应用范围日趋扩大。现将斯贝 MK—202发动机钛铜合金(含2.5%的 Cu)引射机匣制造过程中的焊接工艺作一介绍。众所周知,钛合金具有较高的活性,易与空气或其它介质中的杂质发生反应。焊接时,在高温区钛能与氢、氧、碳、氮等产生强烈的     

环管形燃烧室燃气导管造型计算方法

本文对航空燃气轮机环管形燃烧室火焰筒燃气导管造型问题进行了研究。给出了一种基于沿轴向面积变化规律、上下素线和上下圆弧半径变化规律的半经验剖切造型计算方法。应用这种方法,以斯贝发动机燃气导管为例进行了计算。计算结果与技术图纸吻合良好。      

隔舱式双脉冲发动机第Ⅱ脉冲点火过程数值仿真

基于计算流体力学和相关点火理论,对双脉冲发动机第Ⅱ脉冲点火瞬态过程的流场进行了数值分析,并进行了发动机第Ⅱ脉冲点火试车试验。结果表明：在隔板打开前,第Ⅱ脉冲燃烧室高压区的位置由燃烧室前端向隔板移动,压强沿燃烧室径向变化较小,沿轴向变化较大,燃烧室头部和尾部近壁面区域一直处于低温;6 ms时隔板打开,第Ⅱ脉冲燃烧室压强下降05 MPa,药柱内孔前后端压强差波动剧烈,药柱内孔前端温度场下降600 K,而其他区域温度变化较小。隔板打开后,沿隔板下游第Ⅰ脉冲燃烧室轴线形成带状高温区,第Ⅰ脉冲燃烧室头部和尾部依次出现压强峰值,第Ⅰ脉冲燃烧室压强在18 ms时达到稳定,而温度在25 ms时达到稳定。试验测得的第Ⅰ、Ⅱ脉冲燃烧室压强-时间曲线和仿真结果吻合较好,表明该仿真方法具有一定的准确性。     

小推力长时间工作固体火箭发动机C/C喉衬的烧蚀与沉积

针对C/C喉衬喷管小推力长时间工作固体火箭发动机,分别开展了含铝、不含铝两种推进剂状态的地面试验。根据燃烧室压强及发动机推力测试曲线计算了喷管喉径的瞬变值,对比研究了喉衬的烧蚀、沉积过程,指出含铝推进剂发动机C/C喉衬先后经历初始沉积、沉积消融、持续烧蚀、烧蚀与沉积交替四个阶段,而推进剂不含铝时则没有明显的初始沉积与沉积消融。讨论了推进剂配方、燃烧室压强、喷管结构等因素对喉衬烧蚀、沉积的影响,并提出了相应的改善措施。     

航天材料及工艺研究所金属材料及特种工艺加工事业部

航天材料及工艺研究所金属材料及特种工艺加工事业部主要从事我国导弹,航天运载火箭型号产品所用黑色金属,有色金属,金属基复合材料,高温抗氧化涂层及特种加工工艺研究和型号产品的研制,生产.多年来,紧密结合航天型号的发展,逐渐形成了具有航天特色的金属材料研制和特种工艺的开发.在箭体、弹体用铝合金，铝锂合金，硼铝复合材料，钛合金，发动机喷管用铌合金，发动机燃烧室铜合金（铜锆合金，铜银锆合金）。     

化铣不锈钢

化学铣切(简称“化铣”)在航空、航天工业方而得到广泛的应用。化铣在国外曾是加工整体加强壁板、蒙皮等零部件的一项主要工艺方法。斯贝MK202发动机上有35个零件需要进行化铣。我厂存新机试制中成功地采用了化铣工艺。化铣工艺有许多优点: 1.不产生加工应力,因此能加工薄壁件而无变形。 2.能完成机械加工难于完成的形状复杂     

高能束表面改性技术在航空制造中的应用

以高能束流加工技术在航空发动机领域的应用为背景,综述了以激光冲击强化、离子注入为代表的高能束表面改性技术的原理、工艺、研究现状及应用,展望了高能束表面改性技术的发展趋势。     

整体式液体冲压发动机

整体式冲压发动机是将固体助推火箭与巡航用液体燃料冲压发动机组合成为一个整体的新型动力装置,它是超声速、小体积、中远程导弹动力系统的最佳选择.整体式冲压发动机的出现将冲压发动机的应用推向一个新阶段,引起世界各国的广泛重视.近几年我国在整体式冲压发动机很多关键技术的研究上有所突破.液体冲压发动机和助推火箭共用一个燃烧室,使燃烧室中无法安装专门的机械式火焰稳定器和空气冷却衬筒,这为解决燃烧室的点火起动问题、振动问题及热防护问题带来了很大的困难.试验表明:冲压发动机的点火起动问题有多种解决方案,其中火焰稳定性准则的满足是点火起动的重要条件;燃烧室的进口流场,燃油浓度分布等对振动有很大的影响;计算表明,冲压发动机在飞行状态时,流经燃烧室壳体外表面的高速气流的冷却作用可大大降低燃烧室壳体的温度,在相同的冷却效果下,可降低对热防护层的要求.     

球形销

在斯贝发动机的工艺装备中,有相当大一部分定位面、对表面和基面是空间平面,在图纸上对其位置尺寸控制采用了一种新的方法——球形销法。即将一个或几个空间平面的位置尺寸换算为球形销的球心到空间平面的法向距离     

高能推进剂燃烧效率研究和实测比冲预估

采用燃烧残渣中活性铝含量分析、真空爆热和发动机试验等方法，研究了高能推进剂中主要组分对推进剂燃烧效率的影响。研究结果表明：增塑剂的种类和含量是影响效率的主要因素，AP的含量及固体组分的粒度级配也有明显影响；BSF－φ315发动机试车结果证明高能推进剂的的实测比冲效率大于0．94。采用软件计算发动机的实测比中，可预估高能推进剂配方在不同压强及燃速条件下标准试验发动机（BSF－φ165和BSF－φ315）试车的实测比冲值。     

民用斯贝发动机排喘试验

本文是“斯贝发动机喘振故障试验研究”专题工作的一部分内容。本文着重论述了两个有价值的试验结论: 1.混合排气式涡扇发动机在不同压气机可调静子叶片转角规律下及在加速过程中,低压压气机共同工作线可能变化不大(斯贝发动机就是这样),这与典型的(P.W.公司提供)性能曲线是不相同的,提高了认识。 2.对R.R.公司历年出厂的发动机涡轮导向器叶片(Ⅰ导和Ⅱ导)的调整规律进行了定量分析,找出了规律,对民航内场有实用价值。通过试验研究,发现了喘振发生的部位;明确了斯贝发动机喘振的确切原因;找到了排故的具体途径,试验结果是分析问题的依据。本文对同类民航机种有一定的参考价值。     

小型固体推进剂火箭发动机某些点火问题的实验研究

用φ50mm标准试验发动机对双基和复合推进剂的发动机点火问题进行以下一系列研究工作:(1)在双基推进剂发动机的初始工作时,喷管堵盖的厚度将如何影响点火压力和点火延迟时间。试验结果表明:堵盖的爆破时间应该是在燃烧室最大压力的75％～100％处,那就是说,较厚的堵盖将得到较好的试验发动机性能。(2)在双基推进剂发动机中,堵盖厚度一定,燃烧室压力为25～115atm,试验结果表明:如果点火压力小于75atm,则某些通用的公式可用来计算点火药量。如利用Barrere和Lancaster公式来计算点火药量时,上面所讲的二个结果是有效的。(3)用一种高能金属氧化剂作点火材料的装药量和复合推进剂发动机的自由容积之间关系,对于不同的Ku,可作成曲线。例如用硼硝酸钾(B/KNO_3)作为点火药,聚酯推进剂作为发动机装药,则在对数坐标上所得曲线是线性的,这样,在点火器设计中易于确定所需烟火剂装药量。     

高温升燃烧室与双燃烧室发动机性能对比分析

采用一维定常计算方法,考虑各种部件效率的影响,在双燃烧室发动机总增压比为32,涡轮前总温为1900K时,与高温升燃烧室涡轮前总温为2400K时进行了总体性能对比,并指出了双燃烧室结构发动机2个燃烧室的热量分配方法.结果表明:温升同为1463K时,高温升燃烧室发动机比双燃烧室发动机单位推力高2.7%,耗油率低3.8%.双燃烧室结构发动机更有利克服超声速下的冲压损失, Ma大于1.5之后,增力比大于高温升燃烧室发动机.      

分级燃烧技术及其在同心分级燃烧室中的应用

为了解决军、民用航空发动机燃烧室火焰筒头部加入更多空气参与燃烧而导致在地面慢车状态下贫油熄火性能变差的 问题,广泛采用分级燃烧技术。分级燃烧相对常规燃烧室而言,其燃油或空气分别从不同位置进入燃烧室,在火焰筒内形成局部富 油区,以提供足够的稳定边界。同心分级的值班级位于正中心,起到点燃与在发动机小功率状态下稳定火焰的作用。主燃级环绕于 值班级外侧,油气混合物与值班级的油气混合物呈同心分布。根据其技术特点,油气匹配技术、燃油喷嘴热防护、燃烧室出口温度场 控制、燃油系统供油控制等是研制中需要密切关注的关键技术。     

小尺寸燃烧室短管的电子束焊接工艺研究

燃烧室短管原设计采用氩弧焊4点焊接,由于短管尺寸小、数量多,氩弧焊焊点在使用过程中容易开裂,造成短管脱落,影响发动机的正常使用。为了解决燃烧室短管的连接强度问题,研究了短管的电子束焊接工艺方法,解决了短管装配定位、焊缝成形差、内部缺陷多等问题,通过电子束流的快速偏转焊接,有效提高了焊缝的质量和焊接的效率。     

含潜入喷管发动机尾部流场冷流模拟

为了揭示含潜入喷管的固体火箭发动机尾部流动特征,按照几何相近和气动相似原则设计了通道为矩形的二维冷流实验模型,利用相位多普勒粒子分析仪（ＰＤＰＡ）对燃烧室尾部气流的时均速度和湍流脉动速度进行了测量。实验结果表明气流在潜入喷管入口上发生分离,再附点位于喷管前端部外侧,背部空腔内形成一个较为稳定的回流区,流场的轴向和横向湍流强度都比较大。