参数化发动机结构方案设计系统的研究

介绍在微型计算机上以ＡｕｔｏＣＡＤ图形软件为支持软件，研究并开发了适合于涡扇、涡喷、涡轴等类型航空发动机的部件及总体结构方案图的设计系统。由于采用参数化的绘图方式、设计、绘图与修改极为方便。设计工作使用Ｅｎｇｉｎｅ系统可以在很短的时间内，完成多方案的部件及总体结构方案设计，为航空发动机进行初步总体结构设计提供简便、快捷、多方案优化选择的方法，Ｅｎｇｉｎｅ系统可以大大地改善发动机结构设计的速度和质量。     

参数化发动机结构方案设计系统

介绍了在微型计算机上以AutoCAD图形软件为支持软件，研究开发的适用于涡扇、涡喷、涡轴发动机的部件和总体结构方案图的设计系统。阐述了该系统的结构、功能和特点，指出该系统采用了参数化绘图方式，具有良好的用户界面，可通过下拉式菜单、屏幕菜单和图标菜单交互式进行部件和总体方案图的对比设计和绘图，经使用表明，该系统绘图质量高，既省时、省力，又便于多方案优化选择，有较大的工程应用价值。     

《航空发动机》1999年第1～4期总目次

序号题目作者期(页)7) 12) 16) 1) 8) 11)16) 结构与设计涡喷发动机加力内冷系统排故CFM56一7航空发动机维护性设计特点分析WZSA型发动机改装发烟机的试验与研究航空发动机总体方案设计分析系统的数据库设计涡喷与涡扇发动机重量估算方法王乃绪李卫东潘宁民李光郭淑芬赵洪利王洪卓段海波杨晓光黄庆南夏道儒陈军马枚勺曰八d41台楔型稳定器的应用分析并行工程环境下基于STEP标准的航空发动机产品信息建模涡轮动叶锯齿冠的预扭设计六O月了申秀丽4(1)马枚宋慧敏静炜田赵支持并行工程的航空发动机工作叶片建模系统涡轴与涡桨发动机特殊部件…     

航空发动机结构参数化设计

介绍了航空发动机结构参数化设计方法,为发动机总体结构方案设计提供了简便、快捷、多方案选择的途径。参数化设计技术的运用将大大提高航空发动机结构设计的速度和质量。     

基于ANSYS的涡轴发动机组合压气机转子参数化仿真系统的开发

分析了涡轴发动机组合压气机转子的结构特点和设计特点,并将参数化设计思想引入到组合压气机的设计分析中,利用ANSYS提供的APDL和UIDL开发工具,开发了涡轴发动机组合压气机参数化有限元分析系统,实现了某涡轴发动机组合压气机转子各级叶片、各级轮盘、各级叶盘以及整级组件的全参数驱动的有限元建模及分析.     

基于难度系数平衡的涡轴发动机总体设计方法

为了实现第5代涡轴发动机从概念至初步设计阶段的总体方案设计,发展一种兼顾涡轴发动机总体性能与尺寸质量的总体设计方法。统计并评估国内外典型型号涡轴发动机的技术参数,建立涉及总体性能、总体结构、部件的气动/结构/强度/材料等数据库;在概念设计阶段,应用难度系数选取涡轴发动机的技术参数,开发涡轴发动机总体性能和尺寸质量设计的计算模型及程序。基于设计准则完成涡轴发动机总体性能以及各转子部件气动、结构、强度、尺寸及质量等总体方案设计。结果表明:所提出的总体设计方法能够快速有效的实现涡轴发动机的总体方案设计,并以此方法设计完成轴动功率为1500kW的第5代涡轮发动机,耗油率为0.248kg/(kW·h),功质比为10.26kW/kg。      

基于综合设计的涡轴发动机热力循环方案研究

为了对比研究不同热力循环参数的涡轴发动机方案,建立集总体性能设计、尺寸流路设计、部件初步气动设计和重量估算的总体/部件为一体的综合设计模型,利用部件效率/气动负荷耦合设计和涡轮冷气量计算模型,实现发动机总体/部件的耦合设计。结果表明:在现有的设计技术水平下,低压比方案、高涡轮进口总温方案以及低压比和高涡轮进口总温的组合方案各具优势;高热力参数方案的设计必须以技术的进步为前提;未来涡轴发动机的总体设计将会沿着高热力循环参数和低热力循环参数两种方向发展。     

航空发动机高空模拟试车台架参数化设计研究

试车台架参数化设计是提升航空发动机试验效率的有效手段。通过对航空发动机高空模拟试车台架进行分析,确定其典型结构并提取结构特征、关键参数和约束关系。按照功能对试车台架进行模块化划分,建立零组件的参数化模型和数字样机。运用WAVE技术、模块化技术和参数化设计技术建立试车台架参数化设计系统,实现了试车台架模块化、半自动化、全三维快速设计。实际应用表明,建立的参数化设计系统可有效降低台架返修次数,减少工作量,缩短设计周期和提高设计效率。     

模型实时驱动的航空发动机沉浸式虚拟运行系统

为实现多学科信息的融合与沉浸式表达,针对当前虚拟现实技术在航空发动机领域的应用存在多学科信息综合表达不 足、仿真实时性低等问题,开发了一种跨学科异构模型集成仿真的航空发动机沉浸式虚拟运行系统。在信息融合与实时交互方 面,研究航空发动机气动热力性能实时仿真、实时控制、参数化结构建模与仿真、数据实时共享与多学科联合仿真集成等技术,实 现了模型实时驱动的航空发动机虚拟运行功能;在数据可视化及3维渲染方面,研究结构数据轻量化处理技术、实时渲染优化技 术,对温度、压力等流场数据进行实时映射,实现了逼真、流畅的沉浸式实时渲染效果。基于上述研究工作,在中国首次开发了1 套由模型实时驱动、跨学科数据集成的航空发动机沉浸式虚拟运行系统,结果表明：该系统实现了发动机结构、系统和性能模型数 据的关联与交互。相关技术和成果可用于协同设计、沉浸式评审、虚拟培训等场景,为未来实现数字孪生、虚实融合的数字发动机 研发提供关键技术支撑和参考。     

航空发动机部件级组件化模型研究

根据发动机结构和热力学的特点,将发动机整机分解成8个组件对象,设计了基于组件的航空发动机部件模型,建立了发动机模型的组件库,并设计了实时数据库组件和算法组件等辅助仿真组件;采用所建立的组件库成功构建了单轴涡喷发动机和双轴混排涡扇发动机的模型,并进行了稳态和动态仿真,与GSP相比,该仿真结果误差小;验证了基于组件的发动机部件级建模的有效性。     

航空发动机滑油系统的现状及未来发展

滑油系统是航空发动机机械系统的重要组成部分。随着中国航空发动机的发展,对其滑油系统的研究逐步深入,在系统的设计原理、系统热分析、系统组成部件、润滑油、系统检测等几个方面正在从仿制走向自行研制的道路。对发动机滑油系统的发展现状进行了分类描述,总结了未来发动机研制滑油系统的发展方向。     

航空发动机强度设计系统建设与应用

结构强度设计是航空发动机设计、研制过程的重要组成部分。为了建立适用于航空发动机强度设计的体系平台,提升设计能力,依据航空发动机设计体系建设要求,结合航空发动机强度设计专业工作实际,提出“流程驱动、要素集成”的平台建设思想,并以流程模板的形式驱动工作任务的实施,实现强度设计系统的工程化应用。在系统建设过程中有效运用系统工程以及精细化工程等先进的方法,围绕“适用、好用、真用”的指导思想开展强度设计系统的建设与优化,搭建适合于强度设计专业的设计系统,重点解决工作流程、设计资源、工作任务、数据管理与型号及预研等实际工作相结合的问题,并将此系统应用于型号研制的强度设计工作中。     

基于李雅普诺夫函数的航空发动机非线性控制设计方法

针对航空发动机非线性模型,提出了1种基于李雅普诺夫(Lyapunov)函数的航空发动机非线性控制设计方法。在保证系统稳定的前提下,采用该方法完成了航空发动机非线性控制器的设计。仿真研究结果表明:该设计方法可提高系统响应速度,能有效抑制干扰,且具有良好的跟踪性和鲁棒性,有效改进了航空发动机控制系统的性能。     

航空发动机设计体系的建设与发展

本文对航空发动机设计体系的定义、基本内涵、作用和发展特点进行了探讨,分析了航空发动机设计体系的基本要求,提出了设计体系建设、发展的方法及途径,对设计体系的整体规划、关键技术分解、设计体系集成、发展等问题进行了初步探讨。     

航空燃油离心泵参数化设计方法研究综述

燃油离心泵是航空发动机控制系统的关键动力元件,结合当前航空燃油离心泵技术发展和设计需要,本文总结对比了离心泵典型参数化设计及优化设计方法。首先分析了离心泵四种参数化设计方法的技术特点及其局限,考虑到离心泵参数设计方法中存在的随机性和盲目性问题,进一步补充分析了离心泵的结构优化方法,包括基于启发式算法的全局优化方法、基于梯度的优化设计方法和基于代理模型的优化设计方法三类,并指出了三类优化设计方法亟待解决的科学和技术问题。在此基础上,通过分析国外航空发动机燃油离心泵的发展状况,指出了我国航空发动机燃油离心泵所面临的技术挑战、问题和技术发展方向,并立足于现有国内设计基础,给出了夯实我国航空燃油离心泵设计能力需开展的基础性研究工作。     

航空发动机转速模拟系统最少拍控制

本文研究了飞行训练用航空发动机转速模拟系统拟最少拍控制设计。采用电液泵控马达系统能满足航空发动机转速模拟系统对大功率的要求,但在大幅度阶跃输入下的动态响应难以达到预期的要求。本文提出的拟最少拍控制设计解决了这一问题,实验验证了设计的有效性。      

航空发动机燃油系统抗污染综述

通过对航空油料污染途径、方式及污染机理进行分析,指出了油料污染对飞机和发动机造成危害的严重性,提出了航空发动机燃油系统抗污染控制技术和设计技术,探讨了未来航空发动机燃油系统对抗污染能力要求及相应的抗污染设计技术的发展趋势。     

航空发动机整机试验性能故障诊断系统设计

以航空发动机整机试验数据为研究对象,建立了1套气路性能故障诊断系统。该系统可对在研制和生产过程中的试验结果进行气路性能故障诊断分析;在分析发动机台架试车特点的基础上,阐述了该系统的设计功能和总体流程逻辑,并介绍了一些功能模块的流程设计;最后就系统的发展进行了讨论。经过带噪声的数值试验和真实试验数据验证,所建立的故障诊断系统诊断有效。     

某型发动机材料控制标准体系的研究建立

欧美航空发动机公司的健全的材料控制标准体系是保障材料质量稳定和发动机具有高性能的关键.阐述了欧美航空发动机材料控制标准体系特点,并介绍了某型发动机材料控制标准体系构建情况.针对某型发动机研制要求,研究建立了由材料批准与控制、检测控制、工艺控制标准构成的材料控制标准体系.为发动机关键重要材料制造全过程控制制定首件批准制度和实施主导工艺控制,为保障发动机冶金质量稳定可靠提供了重要技术支持.材料控制标准体系具有在航空发动机行业推广应用的意义.