航空发动机燃油结冰试验标准研究

燃油结冰问题严重影响飞机的飞行安全,严重时会导致发动机丧失推力,而国内缺少针对发动机燃油系统结冰相关的试验标准,通过对国内外燃油结冰试验标准研究,结合对燃油结冰问题认知不断的加深,提出了开展发动机燃油结冰试验的试验项目、对冰的模拟方法,并说明了相对于飞机燃油结冰试验应注意相关事项,为后续发动机燃油系统结冰试验方法的制定提供参考。     

飞机燃油系统结冰飞行试验技术

国外曾发生过多起军用运输机失事事件,最终经调查是因燃油系统结冰所导致的。低温和燃油中的水分是燃油系统结冰的两大因素。飞机的某些飞行剖面趋向于低温的形成和水分在燃油中聚集,更容易形成结冰条件。适航当局认可通过实验室台架试验和飞行试验进行验证。由于飞行试验成本高、组织实施条件复杂,西方国家也鲜有燃油系统飞行试验的相关记录。但是飞行试验仍然可以提供最接近真实的试验条件,对研究结冰现象背后的机理有演示验证作用。以相关适航标准和航标的条款为基础,分析确定燃油结冰试验的主要影响因素,制定和研究相应的飞行试验方法和试验技术,这些对今后同类型飞机具有适应性。     

基于量纲分析法分析民用飞机燃油系统管路结冰特性

飞机在飞行的各阶段,燃油与大气中混入的水分会进入燃油系统。由于外界温度降低,系统管路的管壁会发生结冰现象,从而影响管路供油压力及供油量。燃油系统管路结冰会影响飞机发动机的运行安全,从而威胁飞行安全。因此,研究燃油系统管路结冰特性对于优化燃油系统设计具有重要作用。为分析民用飞机燃油系统管路结冰特性,本文基于试验数据,采用量纲分析法建立了可以初步用于计算管路结冰试验的压降计算模型。通过对比计算结果和试验结果,结果表明：在所选试验范围内,管路结冰试验的压降模型计算结果与试验变化趋势一致,平均相对误差10.35%;管路直径越小,管路结冰造成的压降损失越大;温度越低,管路结冰造成的管路压降越大,当温度低于-11℃后,压降增大的速率变小。     

民用飞机燃油系统结冰适航验证方法研究

燃油系统结冰问题是目前民用飞机适航取证中的难点。对水在燃油中的存在形式和相互转换关系进行了研究,分析了燃油中水结冰的危害,并对民用飞机燃油系统结冰适航取证的各种符合性验证方法进行说明和对比分析,为某型号民用飞机燃油系统适航取证提供支持。     

民用航空器燃油系统结冰适航审定符合性验证研究

鉴于适航规章29.951(c)对民用航空器燃油系统提出了燃油结冰的合格审定要求，对该条款对修订历史和形成背景原因进行研究，结合型号审查经验，深入解析了条款要求，并对燃油系统结冰适航性设计及符合性验证的的关键要素进行了思考和阐述，对于型号审定工作有一定的指导作用。     

民机燃油系统结冰威胁适航要求及符合性验证试验研究

民用飞机燃油系统结冰威胁是型号设计审定过程中的重点和难点。通过分析适航局方及工业界对民用飞机燃油系统结冰威胁适航要求认知的变迁,尝试给出一种合理的符合性验证试验方法,即获得供油系统内的最大结冰量并验证用户系统(发动机/辅助动力装置)对该最大结冰量瞬间脱落造成的推力损失的容忍度,并指出了符合性验证活动中需要重点考虑的因素,为民用飞机申请型号合格证提供一定的适航技术支持。     

军用航空发动机燃油泵低润滑性试验方法研究

燃油无润滑性影响燃油泵的正常工作和工作寿命,结合JSSG 2007B标准中关于燃油低润滑性试验要求,分别对燃油润滑性测定方法、试验用燃油、试验条件进行了分析研究,对试验装置及试验操作流程提供建议,为军用航空发动机燃油系统研制人员开展低润滑性燃油试验提供技术参考和借鉴.     

绕轴旋转圆柱结冰特性结冰风洞试验

绕轴旋转物体结冰是一种常见的结冰现象,如风力机叶片和直升机旋翼结冰等。针对该旋转模型的结冰问题,以绕轴旋转圆柱为对象,进行了结冰风洞试验研究。试验在自行设计的利用自然低温的结冰风洞系统中完成。在对结冰风洞试验能力进行验证后,对具有不同直径、转速和结冰时间的旋转圆柱结冰进行了试验,建立了旋转圆柱的结冰分析与评价方法,分析了转速、圆柱直径、结冰时间等对圆柱结冰形状主要特征量的影响规律,包括结冰面积、无因次结冰面积、驻点厚度、无因次驻点厚度、驻点偏转角、无因次结冰上下极限等,获得了旋转圆柱的结冰特性。在此基础上,通过回归正交试验设计,构建了旋转圆柱结冰的预测模型,并进行了验证与分析。研究结果可为绕轴旋转物体结冰特性研究提供参考和借鉴。     

引射式结冰风洞内圆柱结冰试验

设计并建造了用于结冰研究的小型引射式结冰风洞试验系统,对其结冰气象条件参数进行了标定,给出了试验段水雾均匀区范围,验证了试验冰形的可重复性.在霜状冰和瘤状冰条件下,对直径为25.4mm和50.8mm的圆柱在所建的结冰风洞内进行了结冰试验.试验结果表明:在所研究的结冰条件和结冰时间范围内,霜状冰与瘤状冰的结冰厚度均随时间推进而线性增长;在满足结冰相似准则的情况下,冰形相似性结果良好,无量纲厚度的最大偏差约为10%.      

Y-8结冰喷水机改装设计与实现

受自然条件限制,在我国进行飞机自然结冰试飞难度大,对人造冰云结冰试验技术的需求显得越发迫切。以Y-8飞机为平台,通过方案设计、桁杆系统与气水系统研制、机上集成改装、地面试验和飞行演示试验等完成了国内首架结冰喷水机的研制,为开展人工模拟结冰试验奠定了基础。     

移动式冰风洞试验方法研究和应用

为了探索掌握移动式冰风洞校测、结冰和防/除冰试验的一般方法,使其可用于飞机进气系统地面防冰试验,开展了对移动式冰风洞模拟云雾参数的校测。通过金属圆柱管结冰对比确定水滴过冷距离,采用格栅测量云雾均匀性,利用机载雾滴组合探测器测量水滴直径与液态水含量,并对发动机短舱唇口模型、NACA23012翼型模型进行了结冰和防/除冰研究试验。研究表明虽然户外模拟结冰条件受环境因素影响较大,但移动式冰风洞喷雾性能良好,试验能够反映在各因素影响下的一般结冰规律,可以满足飞机进气系统防/除冰试验要求。     

民用航空涡扇发动机进气系统结冰高空模拟试验技术要求研究

高空模拟试验是民用航空发动机适航取证的符合性验证手段之一。基于中国民航规章CCAR-33部33.68条款“进气系统结冰”的要求，对进气系统结冰高空模拟试验验证开展研究，以表明符合性。本文提出了进气系统的结冰试验点的选取方法、分析了试验的流程、明确了试验结果评估方法，并针对试验设备提出了高空舱、测试装置和试验设备配备要求，介绍了典型符合性验证案例。本研究可为国内民用航空发动机开展进气系统结冰适航符合性验证工作提供技术支持。     

直升机的防除冰系统

介绍了直升机结冰的基本情况和国内外防、除冰技术研究的现状,明确了电热防、除冰方法目前依然是解决直升机结冰问题最好也是最成熟的方法。对直升机电热防、除冰系统研发所涉及到的结冰理论计算、冰风洞结冰试验、加热元件设计与布置、加热控制率和系统综合评估几方面进行阐述,指出了防、除冰系统研发的大致过程及应注意的问题,为实际系统的研究开发提供有益的参考。     

航空发动机进气系统结冰适航性条款研究

发动机进气系统结冰通常给发动机工作带来不利影响,甚至引起飞行事故,因此CCAR 33.68"进气系统的结冰"对每型发动机在结冰条件下的运行提出了适航性要求。对航空发动机防冰系统的适航性要求进行了解读,归纳了防冰方式对防冰系统的数值计算/关键点分析、试验验证进行了研究,介绍了典型符合性验证案例。本研究了可为国内开展航空发动机防冰适航性工作提供技术支持。     

基于CATIA V5二次开发的燃油系统地面模拟试验飞行剖面试验数据处理研究

直升机燃油系统飞行剖面试验是燃油系统地面模拟试验的一项重要内容,通过对飞行剖面试验技术状态分析,研究了燃油箱内的燃油量、油箱内增压泵出口压力测压点位置及整个燃油管路内燃油过载对测试结果的影响,结合CATIA V5的二次开发,探讨了一种试验数据处理方法,对试验结果进行修正,供工程应用参考。     

冰风洞试验研究

冰风洞试验是开展飞机结冰以及防冰系统性能试验研究的最基本手段。在了解国内外冰风洞试验研究发展情况和冰风洞试验相似准则的基础上,对基于压缩空气源的小型直流式冰风洞进行了总体设计。主要对风洞洞体结构、供气系统和结冰气象参数模拟系统进行了设计和研制,为该风洞的调试打下了基础。     

民用飞机燃油温度指示系统研究

民用飞机设置燃油温度指示系统对燃油箱内的燃油温度进行持续监控,以避免燃油结冰,并确保燃油系统向发动机/APU提供的燃油符合温度要求。介绍了民用飞机燃油温度指示系统的组成和设计要点,以单通道民用客机为例对燃油温度告警设定考虑因素及告警值设定、告警等级及飞行员操作等进行分析。提出燃油温度传感器安装位置应考虑飞机燃油泵安装位置及耗油顺序、耗油规律,燃油温度告警类型应考虑飞机系统设计架构,针对飞行过程中燃油箱内燃油温度会增高的构型设置高温告警,除特殊构型外应设置燃油低温告警,燃油低温告警阈值应综合考虑燃油冰点、发动机/APU正常工作所需的入口燃油温度,确保燃油箱内的燃油温度符合要求。低油温告警触发后,飞行员应结合燃油种类及冰点对飞机进行操作。     

航空发动机燃油系统数值模型仿真与验证

以航空发动机燃油系统为研究对象,简要介绍了燃油系统的工作原理,建立了燃油系统主要组成单元计量活门、电液伺服阀、等差活门的数学模型。并在Matlab/Simulink环境下,构建了整个燃油系统的仿真模型。通过在试验器上进行的燃油系统与电子控制器的联合调试试验,对仿真结果进行验证。仿真与试验结果的对比表明:所建模型的仿真结果与试验结果吻合较好,基本符合设计要求,能反应燃油系统的实际工作情况。     

燃油气液比对飞机吸力供油的影响研究

吸力供油是民用飞机燃油系统的基本功能,燃油气液状态是影响吸力供油能力的关键性因素。以某型飞机为例,通过严格的试验方法,对吸力供油能力进行了验证,并以试验数据为基础,对燃油气液比进行计算,分析了其产生的影响。研究结果可用于指导飞机燃油系统设计和发动机性能评定。     

燃油热稳定性试验研究

介绍了在美国进行燃油热稳定性研究的试验系统及试验结果，分析了燃油加热、冷却次数，试验时间、油温和壁温及油管表面处理等因素对燃油沉积速率的影响，得出了相应的结论。并对国际上在高温下燃油下燃油沉积速率变化规律上存在的争议做了解释。