高负荷压气机精细化设计

为保证压气机在负荷水平不断提高的同时仍具有良好的气动性能,需要对级间匹配、泄漏流和端区流动的控制进行精细化处理。为兼顾压气机效率和裕度2个指标,需要对流量系数进行精细筛选以获得其最佳取值;通过增加级的反力度,可以有效利用高负荷条件下转子的高稳定性,进而缓解负荷提高后静子易分离失稳的问题,同时使转、静子的扩散因子均得到较好地控制;级间引气流场对压气机的级间匹配有较大影响,需要对引气结构进行优化设计,并在气动设计过程中对相关叶片排的攻角、落后角作出补偿;合理控制篦齿封严泄漏流、转子叶尖泄漏流可以大幅提高高负荷压气机的气动性能;采用波浪壁流路可以较好地控制高负荷压气机的局部端区流动,实现其效率和裕度水平的提升。     

航空发动机空中起动失败故障分析与排除

针对某型发动机空中起动失败故障,阐述了发动机空中起动的时序与原理,通过对空中起动失败故障的现象分析,进行 初步故障排查,建立空中起动失败故障树,根据故障树对可能导致发动机空中起动失败的因素进行逐一分析、检查及试验验证,确 定主燃油泵调节器起动回油活门故障导致空中起动供油异常是发动机空中起动失败的原因。更换主燃油泵调节器后进行试飞验 证。结果表明：发动机空中起动正常,空中起动参数正常,发动机空中起动能力满足该型产品的指标要求,发动机可以在规定时间 内完成空中的再次起动,达到目标转速,发动机检飞通过。本次排故的思路与经验,可为后续某型产品的相关故障排除提供指导 性帮助。     

基于数字式控制系统的涡扇发动机起动过程失速检测方法

针对涡扇发动机起动过程出现失速的问题，对典型失速现象进行分析，提出了1 种基于数字式控制系统的涡扇发动机 起动过程失速检测方法。通过对比压气机失速和整机起动过程失速之间的特征差异，识别出失速检测的判据，建立起动过程失速检 测的基础算法模型，并依据相似原理对模型进行修正，提高了算法的适应性。以某型发动机为平台对该检测方法进行仿真和试验验 证，结果表明：该方法可有效检测出发动机起动过程的失速，尤其是在辅助动力工作时，失速检测的灵敏性、适用性和准确性明显提 高。     

反推力装置对民航飞机减速性能影响

为评估反推力装置提供的反向推力与其结构件质量增加对民航飞机减速性能的综合影响,借助克兰菲尔德大学发动机总体性能仿真软件Turbomatch,参考CFM56发动机建立正、反推力状态发动机模型,并以A320飞机为配装对象开展研究。将风扇及涡轮直径做为特征参数,完成推进系统质量的初步估算。对比飞机在干燥跑道及雨雪条件下常规着陆过程中滑跑距离及减速时间,完成反推排气角度、跑道条件等影响因素对反推力装置提升飞机减速性能收益分析。研究表明：配装反推力装置轴向排气角度越小,飞机减速性能更加。以55°排气角度为基础,减小10°的排气角度可带来约7%的减速收益。反推力装置在湿滑跑道的减速收益更大,比干燥跑道滑跑距离缩短约41%,滑跑时间缩短32%。     

S型泡沫金属管翅式换热器的设计与实验研究

为解决航空发动机部件热防护以及热管理问题,针对CCA(cooled cooling air)技术,采用高孔隙率泡沫金属替代传统管翅式换热器金属翅片,设计一种轻质、高效、紧凑的小尺寸S型泡沫金属管翅式换热器。换热器芯体为3D打印的钛合金制作,重129 g,由S型管束以及泡沫金属翅片组成,翅片安装在管束直管段处。流动传热实验模拟航空发动机机匣外部的空-油换热器,冷侧为水,热侧为高温空气,测定两侧流体的流量、进出口温度及压力。结果表明：泡沫金属作为换热器的翅片,传热系数增大43.94%、换热量提升21.7%、综合换热性能增加25.43%,功重比平均提升17.26%,可达14.61 kW/kg。这说明泡沫金属能够提升换热器的整体性能,可用于未来航空发动机相似结构换热器的设计。     

适应弯扭隔肋的涡轮叶片转接段建模方法

针对涡轮冷却叶片弯扭冷却通道转接段的特点,提出了关联的转接段建模方法,通过曲线网格法生成工具片体裁剪叶身内型实体得到转接段,并以此为基础完成转接段建模,满足转接段与弯扭隔肋G1光滑转接的要求。详细分析了该方法的原理;提取了关键参数;利用UG(Unigraphics NX)二次开发平台开发了转接段的参数化建模模块,实现了适应弯扭隔肋的转接段建模。     

级间引气条件下轴流压气机特性预测方法

为了确定级间引气对多级轴流压气机特性的影响,便于在燃气轮机整体性能分析时简化引气模型,开展级间引气条件下轴流压气机特性预测方法研究,通过级间匹配模型求解引气位置压力、温度和引气位置上下游的特性,根据引气后的上下游重新匹配确定受引气影响的压气机特性线。结果表明：对5级压气机在换算转速为1.0、0.7和0.5倍设计转速情况下分别进行了预测,得到的特性线与压气机原特性线相比有明显变化。在压比-流量特性图中,引气后的等换算转速线整体位于原特性线之上,压气机压比提高,在小流量时提高较小,在大流量时提高较大,并且提高效果随引气流量增加逐渐明显;在效率-流量特性图中,引气后的等换算转速线与原特性线交于一点,在该点左侧效率因引气而降低并随着引气流量增大而进一步降低,在该点右侧则刚好相反。采用此5级压气机的抽放气特性对性能预测模型进行了验证,引气位置总温的相对误差不超过1%,总压的相对误差不超过2%。     

变循环压缩系统涵道流动计算模型及模式转换倒流判据研究

为了研究双外涵变循环压缩系统的涵道流动匹配规律,发展了涵道流动的计算模型,对压缩系统模式转换过程中外涵道倒流问题的发生机理和影响因素进行了深入分析,总结了压缩系统的倒流判断准则,并基于简化计算模型和全三维计算结果对倒流判据进行了验证.研究结果表明,对于一定的压缩系统匹配状态,存在一个决定涵道匹配状态的临界核心机驱动风扇...     

润滑系统调压差活门技术研究与应用

调压差活门为发动机滑油供油系统的重要部件,用于控制滑油的流量和压力,关系着航空发动机润滑系统的供油能力和工作稳定性,通过感受供油路压力和中轴承腔压力保证各喷嘴前后的压差稳定在规定的范围内。为掌握某型发动机调压差活门的工作特性,对调压差活门的开闭特性、流量特性及响应特性进行试验研究。结果表明:活门的打开压力为252 k Pa,响应时间小于384 ms。研究结果可应用于生产中调压差活门初始打开压力的设定以及后续滑油供油系统仿真分析中,以提高航空发动机滑油供油系统流量、压力仿真计算的准确性和真实性。     

低速模拟设计技术在大小叶片压气机中的应用

针对一个用于高压压气机出口级的高负荷大小叶片压气机进行了四级重复级试验台低速模拟设计研究,探讨了高负荷情况下重复级特征不明显的亚声速级压气机的低速模拟设计方法,以及考虑大叶片和小叶片气动耦合的低速模拟设计方法。研究过程中,通过调整静子叶片的稠度和弯角,采用静子叶片更大程度的几何不相似保证了模拟级转子的低速模拟设计达到高低速转换标准,并保证在不同工况下转静子的匹配关系不发生改变。此外,通过确保大叶片和小叶片叶表无量纲速度相似,并适当调整小叶片的安装角,成功模拟了高速环境下大/小叶片之间的气动耦合效应。三维数值验算结果表明,低速模拟设计得到的设计和非设计工况内部流场和压气机特性都与高速原型具有较好的相似性。