航空動力學報最新期刊目錄

煤油燃料內噴型斜爆震燃燒室直連試驗研究————作者：趙乾鵬;朱韶華;秦云鵬;楊旸;徐雪睿;閻瑾;崔智亮;

摘要：為了研究碳氫燃料內噴型斜爆震發動機的燃燒組織機理，開展了模擬飛行馬赫數8的斜爆震燃燒室數值模擬和燃燒加熱直連試驗研究。設計了小尺度斜爆震直連試驗件，采用航空煤油作為燃料，利用布置于流道中心區域菱形支板通過4×Φ0.3mm小孔組織燃料噴注霧化，利用R2mm強制起爆結構在20°楔面上實現斜爆震起爆和駐定燃燒。采用10步11組分的化學反應機理和雷諾時均N-S方程，對燃料噴注摻混過程和發動機起爆燃燒過程進...

模擬葉片三棱柱式緣板阻尼器減振試驗研究————作者：杜晨鴻;王延榮;李迪;李鴻光;彭泰;石霖;

摘要：設計了激勵葉片振動響應試驗系統，通過改變砝碼數量來調節三棱柱式阻尼器與葉片緣板間的正壓力，以驗證干摩擦阻尼器提供的阻尼比隨結構振動應力的變化規律。在模擬葉片試驗件共振頻率附近掃頻獲得幅頻響應曲線，利用半功率帶寬法計算臨界阻尼比，結合該激振力下激起的振動應力，可得葉片緣板阻尼特性曲線。試驗結果表明：三棱柱式緣板阻尼器的兩個接觸面能提供不同的阻尼效果，與計算得到的阻尼特性曲線吻合較好。試驗研究了阻尼器...

航空發動機雙轉子系統“交叉激勵”模態的“可容度”及試驗驗證————作者：程馳;廖明夫;雷新亮;石斌;王瑞;況鈞耀;

摘要：為剖析航空發動機雙轉子系統“交叉激勵”模態的特性，并評估其“可容度”，以某型發動機帶中介軸承雙轉子相似模型為對象，將高、低壓轉子分別取為獨立的單元體，以作用力和反作用力來替代中介軸承的耦合作用；利用轉子模態分析方法，分析作用力與振型的正交性，由此證明了“交叉激勵”模態的高“可容度”特性。最后，利用與某型發動機動力學相似的雙轉子試驗器進行了試驗驗證。開展了模態測試、響應測試，以及“長時間共振”試驗。...

小推力鎂粉水沖壓發動機地面直連試驗研究————作者：陳宏;房小博;劉叢林;劉長猛;李顯輝;單永志;

摘要：以鎂粉為燃料，開展水沖壓發動機地面直連試驗，采用變出口面積與變壓力供給鎂粉相結合的動態調節方法，成功解決了燃燒室壓力與鎂粉供給壓力不平衡造成的火焰返流問題，實現了金屬粉末式水沖壓發動機穩定燃燒。采用兩次供給，分三組布置的方式進行沖壓供水，總水燃比為2.5，燃燒室平均壓力為0.181MPa，平均推力為42.23N，金屬燃料燃燒效率為76.98%。試驗表明，合理的供粉壓差是影響發動機穩定工作的一個重要...

水蒸氣環境陣列微管燃燒器氫氧燃燒實驗研究————作者：甘志超;韓嘯;高安雯;昌運鑫;林宇震;馮文斌;蔡驍;劉曉佩;

摘要：采用一種陣列安裝的微管噴嘴模型燃燒器，通過交叉射流實現燃料與氧化劑的高效混合，在水蒸氣環境下開展了氫氧燃燒特性研究。通過數值模擬驗證了微管在水蒸氣環境下的穩火性能。在常壓條件開展了水蒸氣環境下氫氧燃燒試驗，獲取了燃燒器的火焰圖像、點熄火邊界、燃燒效率以及壓力脈動特性。結果發現，提高水蒸氣溫度可以明顯拓寬燃燒器的點熄火邊界，各工況下氫氣的燃燒效率都高于99.9%，各工況下燃燒器的壓力脈動都處于較低水...

基于非線性超聲檢測信號的結構件腐蝕疲勞剩余壽命評估方法————作者：蘇賢金;胡劍輝;李少林;楊曉光;石多奇;齊紅宇;

摘要：針對含腐蝕缺陷的葉片結構件，提出了一種基于非線性超聲檢測信號的壽命評估方法。首先，利用有限元法模擬了腐蝕缺陷試驗件的超聲無損檢測過程，探討了腐蝕坑對非線性系數和最大應力的影響；然后，通過建立單個腐蝕坑試驗件的疲勞壽命預測模型，提出了一種基于非線性超聲的含腐蝕坑葉片結構的疲勞壽命評估方法；最后，以某壓氣機葉片為例，介紹了評估方法的詳細流程，并對此進行了可行性驗證。結果顯示，腐蝕坑直徑與非線性系數呈正...

基于MBSE的新一代航空發動機總體-部件多學科協同模式————作者：景喜雙;馬嘉文;畢瀛;張承陽;謝福寶;陳思宇;

摘要：新一代航空發動機的研制融合了大量前沿技術，這些技術雖創新性強但成熟度低，給總體方案設計帶來了巨大挑戰，需要跨專業、跨團隊的緊密協作和快速迭代。為解決設計中的協同困難和多學科仿真集成問題，采用基于模型的系統工程（MBSE）方法，構建了需求-功能-邏輯-物理（RFLP）系統工程框架，并發展了針對總體-部件的高效分解綜合模型，以實現流程化建模和管理。通過開發需求條目管理、系統建模語言（SysML）可視化...

渦軸-渦扇變循環發動機模態轉換控制規律設計方法————作者：楊岢鈺;賈琳淵;陳玉春;任成;張鑫;

摘要：渦軸-渦扇變循環發動機是垂直起降/高速巡航飛機的理想動力，本文針對渦軸-渦扇變循環發動機模態轉換過程性能優化的需求，提出了一種以輸出功率為目標同時可考慮變幾何部件調節速率限制的模態轉換控制規律設計方法。基于發動機的物理特性和部件級性能模型，采用逆算法和過渡態性能隱式計算格式開發了渦軸-渦扇變循環發動機過渡態直接求解方法。基于該方法，提出了一種可以實現直接功率控制和給定壓縮部件工作點的模態轉換控制規...

渦輪變幾何技術的研究及應用進展————作者：伊衛林;鄭霆鍇;

摘要：渦輪是燃氣輪機的核心部件，幾何可變可有效改進其通流能力、提升整機匹配性能，在船用、車用、機械驅動用燃氣輪機中已獲得廣泛應用，并將應用于變循環航空發動機中。對燃氣輪機渦輪變幾何技術的提出、探索、發展與應用等多個階段的研究工作進行了系統梳理和分析，明晰了主要研究進展并論述了其應用現狀，剖析了尚存在的主要問題，對新概念、新技術及其潛在應用進行了展望。綜合來看，變幾何調節方式、間隙泄露流控制方法、適應寬攻...

基于多模型切換預測控制的新型矢量發動機模態切換控制方法————作者：尹炳雄;谷多多;蔡文哲;盛漢霖;李嘉誠;陳芊;

摘要：針對傳統矢量發動機結構復雜，重量大，成本高昂等缺點，提出了一種新型發動機架構——多伴隨型發動機，該發動機由主發動機和兩個伴隨發動機組成，伴隨發動機可從主發動機壓氣機出口引氣，從而形成矢量多推力點，根據推力點的數量分成0-1-2模態。然而，不同模態切換時必然導致主發動機流量突變致使轉速波動。本文針對傳統控制方式模態切換過程難以保證轉速穩定性、轉速控制效果差的難點，首先建立了多伴隨型發動機的穩/動態部...

燃燒室出口旋流對高壓渦輪導葉壓力面異型孔氣膜冷卻的影響————作者：付仲議;杜英杰;葉煒;靳合龍;白曉輝;黃琦;劉存良;

摘要：為探究燃燒室出口旋流特征對高壓渦輪導葉壓力面異型孔氣膜冷卻的影響機理，在定主流進口雷諾數 (Re)情況下，采用粒子成像測速(PIV)技術結合數值仿真獲得了燃燒室出口強旋流流場的分布特征，進而模擬研究了旋流入流對彎扭渦輪導葉流動特性及壓力面單排圓柱形孔、扇形孔、前傾孔和簸箕孔氣膜冷卻特性的影響規律。研究表明:強旋流進氣導致壓力面產生顯著的徑向壓力梯度，氣膜軌跡徑向偏轉并匯聚至局部區域，帶來冷卻效率下...

基于遺傳算法的W形封嚴環結構優化————作者：溫帥方;宋青浩;孫丹;楊澤敏;李玉;趙歡;任國哲;

摘要：針對航空發動機W形封嚴環密封性能提升問題，建立了W形封嚴環力學模型，在力學特性計算的基礎上，將遺傳算法與有限元模型結合，以最大接觸應力為優化目標，構建了以多結構參數為評估優化變量的W形彈性金屬封嚴環優化模型。結果表明：在不同工況下優化后的接觸應力均提升了30%以上。在低壓比下接觸半徑R₄和波高H的敏感性更高，對其進行優化的效果更好，而高壓比下對過渡半徑R₃

基于Caps-BiGRU-Attention的直升機渦輪發動機健康管理方法————作者：張振良;畢俊喜;何榮榮;崔哲;周相志;

摘要：針對直升機渦輪發動機故障難以識別、健康狀況難以量化的問題，提出了基于注意力機制的膠囊網絡-雙向門控循環單元模型(Caps-BiGRU-Attention)來進行渦輪發動機的故障模式識別以及扭矩裕度預測。該模型由三個主要部分構成：膠囊層用于捕捉輸入數據的內在關系，BiGRU層用于提取時間序列特征并輸出結果，SE注意力機制對特征加權以突出重要信息。通過直升機渦輪發動機數據集進行實驗驗證，模型在故障診斷...

機匣橢圓變形對壓氣機轉子氣動損失特性的影響研究————作者：李紫良;陳宇飛;王楠;王迪;吳艷輝;

摘要：本文選用某亞音速軸流壓氣機，借助經過校核的數值計算方法深入開展了53%設計轉速下壓氣機機匣橢圓變形的典型流動特征和損失特性辨析。結果表明，隨著機匣變形度的增加，壓氣機葉頂區域流動和損失惡化，壓氣機氣動效率加速下降且峰值效率最高降低2.1%。機匣橢圓變形下壓氣機葉頂流動惡化源于轉子上游流場周向畸變及其新增流動損失：葉頂間隙周向不均勻導致轉子最大葉頂間隙通道的上游壓力勢場畸變，形成順葉片旋轉方向的壓力...

不同瓦塊分布位置下多葉動壓氣體軸承的動態特性研究————作者：陳陽;吳垚;張功學;趙志明;史少斌;

摘要：多葉動壓氣體滑動軸承因其高轉速、高精度和低磨損等優點廣泛應用在高速旋轉機械中。本文聯合偏導數法和有限差分法（FDM）求解氣體可壓縮Reynolds方程，計算了三葉動壓氣體軸承的動態特性，探究了軸頸擾動頻率、偏心率、長徑比及瓦塊分布位置等參數對軸承動態特性的影響。研究表明，軸承的正交剛度和阻尼系數隨偏心率、長徑比和預負荷系數的增大而增大，正交剛度系數隨軸承數和軸頸擾動頻率的增加而增大，而正交阻尼系數...

某型直升機尾傳動軸斷裂故障分析————作者：侯波;徐冠峰;袁亮亮;楚曉陽;閆慧娟;

摘要：某型直升機發生高頻異常振動、尾槳操縱失效故障。通過飛參和振動數據分析，故障定位為傳動系統尾傳動軸組件水平短軸斷裂。以尾水平短軸斷裂為頂事件構建故障樹，開展故障樹分析和底事件驗證，確定故障原因為尾水平短軸自激振動發散。開展了尾水平短軸自激振動機理分析，構建了內、外花鍵齒對接觸模型、軸系-花鍵集總參數模型，進行了尾水平短軸在花鍵徑向摩擦力作用下的穩定性分析，明確了系統失穩條件以及避免系統失穩的措施。開...

基于RBF神經網絡的旋翼槳葉氣動外形優化————作者：王清;陸波;王亮權;

摘要：良好的直升機旋翼槳葉氣動外形能有效提高旋翼的氣動性能，但復雜槳葉外形具有多自由度、高度非線性的特點，傳統的梯度優化算法容易陷入局部最優陷阱。針對這類問題，結合RBF神經網絡方法、遺傳算法和CFD方法，建立了適用于直升機懸停狀態下的旋翼槳葉氣動外形優化設計方法，可在較小計算量的同時獲得全局優化結果。在此基礎上，針對Helishape 7A旋翼槳葉外形開展了氣動外形優化設計研究。優化槳葉具有前-后掠組...

發動機噴管樹脂基復合材料組分細觀損傷演化分析————作者：朱昭君;尹梟雄;強洪夫;李瑞鋒;陳福振;

摘要：為了準確描述樹脂基三維針刺復合材料細觀結構對力學性能的影響，對復合材料開展了原位拉伸微觀X射線計算機斷層掃描實驗，結合圖像處理技術和細觀結構重構方法，完成了孔隙、裂紋、纖維精細化結構的量化分析，得到了孔隙體積等參數的變化規律，建立了材料三維應變場。提出圖像邊界路徑提取算法和斷層掃描數據重構算法，建立了鋪層有限元模型。結果表明：樹脂基復合材料在拉伸載荷下不同鋪層損傷演化規律不同，編織纖維層上的損傷主...

0°壁面角度約束下超聲速射流偏轉控制研究————作者：周宇航;顧蘊松;李琳愷;

摘要：流體推力矢量噴管因其結構簡單、重量輕、響應快以及隱身性好成為低可探測飛行器的關鍵部件之一。目前射流的矢量控制往往依賴于噴管擴張段或彎曲型面，而額外的型面結構勢必會帶來飛行器結構增重以及后體阻力，同時降低了飛行器的隱身性。因此本文立足于0°壁面角度約束下的被動式流體推力矢量噴管，通過實驗研究方法探究了有限固壁約束下超聲速射流在有無控制下的波系結構特征及演化規律。研究表明：在壁面角度為0°約束條件下，...

剛性旋翼參數對縱向動穩定性影響分析————作者：陳金鶴;索謙;張威;李春華;康磊;

摘要：共軸剛性旋翼直升機前飛狀態的縱向動穩定性特征受旋翼設計參數影響較大。針對剛性旋翼主要設計參數進行計算分析。采用CAMRAD II建立XH-59A共軸高速直升機模型，探討旋翼槳葉揮舞頻率、變距-揮舞、槳葉質量分布、槳葉重心-弦向氣動中心位置、扭轉剛度等對共軸剛性旋翼直升機縱向長周期模態的影響，計算結果表明：剛性槳葉的揮舞頻率越高，旋翼迎角不穩定性越強，且隨前飛速度增強；正的變距-揮舞耦合、較大揮舞慣...

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