用于压力传感器校准的高低温试验箱设计

基于压力传感器在高低温环境下的校准需求,设计了一种专用高低温试验箱。其控制温度范围可达到-120℃[KG-*4]~[KG-*7]500℃。提出了高低温试验箱的总体方案,介绍了宽温区温度的实现方法以及高温和低温系统不兼容的解决方法和控制流程。试验验证结果显示,高低温试验箱达到了实现宽温区温度的目的,满足设计指标要求。     

民用航空发动机故障诊断与健康管理现状、挑战与机遇Ⅰ: 气路、机械和FADEC系统故障诊断与预测

最近这一二十年相关工程技术的发展, 给民用航空发动机故障诊断与健康管理(EHM)系统研发提出了新的挑战和机遇。本文综述围绕EHM偏上游功能的民用发动机气路性能退化诊断和预测、发动机机械系统故障和发动机FADEC系统故障诊断与3个模块的设计验证技术的需求、必要性及现状进行了讨论, 并指出了未来的主要研发方向。全文的讨论围绕以下关键技术发展趋势展开: 基于非线性无迹卡尔曼滤波器(UKF)和深度学习神经网络的发动机气路故障诊断算法己经显示出提高气路诊断精度的潜力; 复合材料叶片在涡扇发动机里己经得到广泛使用; 增材制造技术正被越来越多地应用于复杂发动机零部件的制造; 金属屑末传感器的精度已获得大幅提高, 其技术成熟度己达到发动机使用要求, 为与振动信号的融合诊断铺平了道路; 电气化、智能化的发动机全权限数字控制系统(FADEC)发展趋势对现有的基于传统构型控制部件和集中式控制架构的故障诊断算法也提出了新的挑战。     

航空发动机低压转子系统的“可容模态”设计及实验验证

建立了带弹性支承和阻尼器的航空发动机低压柔性转子动力学模型,进行了模态计算以及临界转速处的响应计算。在考虑临界转速约束与“临界跟随”现象约束的条件下,综合模态不平衡影响因子、弹支应变能占比以及套齿连接结构稳定性构造了可容度评价函数,建立了低压转子系统的“可容模态”优化设计方法。设计并搭建了低压转子实验系统,从模态测试实验、阻尼器减振实验以及长时间“共振”实验,验证了设计方法的可靠性。研究结果为计算的临界转速与实际测量的临界转速最大误差为3.86%,阻尼器在1阶与2阶临界转速处的减振比最大可达45.6%,实验转子系统在1阶与2阶临界转速处各完成了长达412.5 s和429.8 s的“共振”实验,共振过程中转子系统各通道振动单峰值稳定在100 μm以内,且无次谐波产生。表明了所建立的航空发动机低压转子系统“可容模态”优化设计方法是可行的。      

垂直起降运载火箭返回轨迹不确定性优化

针对垂直起降运载火箭一子级在返回着陆的过程中存在的参数不确定性,提出了一种基于非侵入式多项式混沌展开的序列优化和可靠度评估的返回轨迹不确定性优化方法。首先,建立了返回多飞行段轨迹在确定性条件下的优化模型。然后,为同时兼顾轨迹的鲁棒性和可靠性,建立了由鲁棒最优目标函数、基于可靠度的路径约束和鲁棒等式约束组成的不确定性返回轨迹优化模型。最后,基于非侵入式多项式混沌展开方法对鲁棒目标函数和等式约束进行量化处理,将原随机鲁棒优化问题转化为高维状态空间中的等价确定性优化问题;为提高路径约束的可靠度评估效率,基于非侵入式多项式混沌展开方法对最可能点法进行改进,进一步发展了序列优化和可靠度评估策略。数值仿真结果表明,所提出的不确定性优化方法具有较好的鲁棒性,可以满足工程可靠性指标要求,同时还具有较高的精度和计算效率。     

带增压压气机的小型脉冲爆震涡轴发动机性能分析

为了解决小型涡轴发动机采用脉冲爆震燃烧室代替主燃烧室时,由于脉冲爆震燃烧室的增压作用,无法从压气机出口引气对燃气涡轮冷却、封严的问题,提出了一种带增压压气机的脉冲爆震涡轴发动机(PDTSE)构型,并建立了相应的部件特性和总体性能分析方法.对常规涡轴发动机与带增压压气机的PDTSE性能进行对比研究.计算结果表明:与常规涡...     

热载荷下热障涂层表面裂纹-界面裂纹的相互作用

针对热障涂层在热循环载荷下陶瓷层表面和氧化层/黏结层界面形成裂纹而导致涂层失效的问题,采用扩展有限元和内聚力单元建立陶瓷层表面裂纹与氧化层/黏结层界面裂纹相互作用的有限元模型,得到不同裂纹附近应力分布和开裂程度,分析了这2种裂纹之间的相互影响,结果表明:表面裂纹对界面裂纹影响较大,而界面裂纹对表面裂纹影响较小;氧化层几何参数以及材料参数对2种裂纹演变的影响研究结果表明:氧化层正弦幅值和厚度主要影响界面裂纹,在热载荷下,氧化层越粗糙,界面裂纹扩展速度越快。黏结层弹性模量主要影响界面裂纹扩展程度,而陶瓷层弹性模量主要影响表面裂纹扩展程度,对界面裂纹间接地产生较大影响。     

2 冲程直喷煤油发动机空燃比控制方法

为了保障2冲程直喷煤油发动机高效、稳定地运行,对其空燃比控制方法进行了研究。采用机理建模和试验数据建模相结合的方法,建立了2冲程直喷煤油发动机平均值模型,包括扫气模型和燃油油量模型。在扫气模型建模过程中,分别对进气道、曲轴箱、气缸进行了分析;燃油油量模型考虑了气缸温度对燃油蒸发效果的影响,并引入了燃油蒸发系数。对2冲程发动机扫气过程进行了分析,通过台架试验得到了不同工况下的扫气效率、扫气比和捕获率等扫气参数。基于Matlab/Simulink建立了空燃比前馈控制器,并进行了台架试验验证。结果表明：控制器能够满足空燃比的控制要求,最大误差为10%左右,该误差产生的原因为燃油油量模型和扫气模型存在系统误差,但是燃油油量模型的系统误差影响较小,可以忽略。     

基于神经网络的战时装备维修保障能力评估

介绍了神经网络的概念,阐述了BP神经网络的基本原理与方法,在系统分析战时装备维修保障系统的基础上构建了战时装备维修保障系统能力评估指标,设计了BP神经网络模型,通过Matlab仿真软件对结果进行计算分析表明,BP神经网络具有很强的解决非线性问题能力,适用于战时装备维修保障能力评估。     

军机备件消耗影响因子的灰色关联分析

基于某航空兵团2001～2005年军机备件消耗相关指标的统计数据,利用灰色关联分析法对影响备件消耗的诸多影响因子进行关联分析,量化了备件消耗与各因子的关联程度。结果表明,飞行起落数和飞行时间是影响备件消耗的主要因子,符合航空兵部队的客观实际。研究结果可为备件保障部门的日常管理提供一定的指导依据。     

微分雷诺应力模型在激波分离流中的应用

由于Boussinesq涡粘性假设的湍流模型在一些流动中如激波分离流中预测失真,本文介绍一种基于完全雷诺应力方程的微分雷诺应力模型(DRSM),应用压缩性修正和改进耗散率方程构造出应用于可压流体的可实现DRSM,SSG压应力模型测试了两组参数。将其应用于ONERA M6机翼在跨声速大攻角的计算,结果表明DRSM能更好地模拟激波位置和流动分离。