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2001年  第16卷  第1期

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研究论文
对加快发展我国航空动力的思考
刘大响
2001, 16(1): 1-7.
摘要:
发动机是飞机的“心脏”。我国航空发动机落后,与世界先进水平的差距正在加大,已成为制约军、民用飞机发展的“瓶颈”技术。造成这种状况的原因很多,值得我们认真反思,总结经验教训。虽然我国至今尚没有一个发动机型号走完自行研制的全过程,但通过半个世纪的努力,特别是近20年的快速发展,我国具备了一定的新机研制能力和技术基础。面对新世纪,挑战与机遇并存,困难和希望同在。在目前的严竣形势下,如何抓住机遇,迎接挑战,加快研制,实现航空动力的“跨越式”发展,本文提出了几条措施建议。
推重比15一级发动机有关总体性能的关键技术和难点分析
陈大光, 张津, 朱之丽
2001, 16(1): 8-12,7.
摘要:
本文从发动机总体性能方面分析了推重比15一级发动机设计研制的关键技术及难点。文章首先根据典型飞行任务,对推重比15一级加力涡扇发动机的最有利循环参数进行了一体化分析。矢量喷管是先进战斗机的特征,本文讨论了实现推力矢量存在的技术难点。降低发动机研制成本和缩短研制周期是发展先进发动机的重要要求。发动机数值仿真技术是解决这些要求的重要途径之一,应给予足够重视。发动机状态监视和故障诊断技术可提高发动机工作可靠性并降低直接使用费,本文对故障诊断技术的发展和关键技术作了分析。
封闭转静盘腔中紊流的数值模拟
吉洪湖, 张靖周, 梁波
2001, 16(1): 13-18.
摘要:
对一个旋转盘腔的流场进行了数值计算研究。该盘腔由一个旋转盘,一个静止盘及静止的外围屏组成。在盘腔的核心区采用标准k-ε模型,在近壁区分别采用了两种低雷诺数紊流模型,即(1)单方程模型和(2)Launder-Sharma低雷诺数k-ε模型,并且在第二个模型中考虑了固体旋转引起的耗散率降低的修正。
收扩喷管加小突片对尾喷流红外辐射的影响
黄勇, 郭志辉, 魏福清, 吴寿生
2001, 16(1): 19-22.
摘要:
针对收扩喷管,在高温(约640℃)、高速(超音速)流动状态下,实验研究了加装小突片后对飞机发动机尾喷流红外辐射的抑制效果,并探讨了小突片堵塞比、小突片后倾角度等因素对红外辐射抑制特性的影响。结果表明,小突片对热射流的红外辐射具有明显的抑制作用,不仅使热射流的核心区长度大为缩短,而且使热射流的总体红外辐射信号大幅度下降(在本文实验范围内,最大可下降约57%)。
低速来流大攻角侧滑角状态下尖脊进气道气动特性试验研究
钟易成, 余少志, 陈晓
2001, 16(1): 23-27.
摘要:
在低速来流状态下试验研究了大攻角(α=0°~45°)和侧滑角(β=-15°~15°)对Caret进气道气动性能的影响。给出了在各攻角下进气道性能参数随侧滑角变化的特点及典型状态下进气道出口总压恢复系数分布图谱,分析了出口总压分布图谱与进气口流动之间的关系。试验表明:在低速来流状态(Ma≈0.1)下,随着攻角的增加(α从0°增加到45°),进气道总压恢复系数下降较小,总压畸变指数几乎不变,这有利于飞机的大攻角机动飞行。
数值模拟二维喷管激波/湍流附面层干扰流动
王国庆, 梁德旺
2001, 16(1): 28-32.
摘要:
采用可压缩性修正两方程湍流模型,数值模拟了3种不同波前马赫数的跨声速二维喷管内激波/湍流附面层干扰流动,对流场中时均参数和脉动参数的计算结果与实验值进行了比较。结果表明可压缩性修正的两方程湍流模型准确地模拟了正激波/湍流附面层干扰流动的时均参数和脉动参数,无分离和有分离的激波/湍流附面层干扰流动的基本规律。
分流机匣对风扇/压气机性能影响的计算比较
刘波, 王强
2001, 16(1): 33-37.
摘要:
采用流线曲率法、端部势流场分析加附面层修正等数值模拟手段,就分流机匣对风扇/压气机性能的影响展开研究,主要针对分流机匣端部中弧线形状、端弧形状,以及其轴向位置所引起的风扇/压气机特性变化规律进行了分析。研究结果表明:分流机匣几何参数及其轴向位置对整个风扇/压气机的性能有相当大的影响,对其几何参数的合理选取可以使风扇/压气机在较大的涵道分流比范围内,有效控制机匣内外表面附面层流动状况,在抑制紊流附面层分离,改善堵塞裕度方面有独特作用。
液体火箭发动机泄漏故障诊断的信息融合技术
王建波, 于达仁
2001, 16(1): 38-40.
摘要:
从故障诊断角度出发,分析了故障诊断和信息融合技术关系。综合现在进行液体火箭发动机检漏的相关技术,为了弥补泄漏故障诊断信息不足等问题,提出了采用点式和红外传感器相结合的方法来探测泄漏故障引起的各种现象,概述了该领域的相关技术和实现方法,建立了基于信息融合的泄漏故障检测与诊断系统,有利于提高泄漏故障的有效性和可信度。
固体燃料冲压发动机燃速的人工神经网络辨识
陈小前, 王振国, 谭建国, 杨涛, 张为华
2001, 16(1): 41-43,48.
摘要:
由于固体燃料冲压发动机(SFRJ)结构的特殊性,其燃速的预测比较困难。为探讨燃速对于不同飞行工况的依赖性,对模拟试验的结果采用BP人工神经网络进行了辨识,并将辨识结果与用最小二乘法辨识的结果进行比较。从辨识的结果来看,这种辨识方法具有精度高、处理实验数据迅速、能进行在线辨识等特点,能够较好地满足工程应用的要求。此外,在利用人工神经网络对类似的大样本系统进行辨识时,如果能采用一些数学上的处理技巧。
基于分布参数线性化模型的分级燃烧循环液体火箭发动机频率特性计算
陈琪锋, 刘昆, 张育林
2001, 16(1): 44-48.
摘要:
采用一维分布参数模型描述发动机的管路系统,将发动机各部件和管路的线性化模型表示为联系输入输出参数的传输矩阵形式。根据发动机各部件的连接关系,将发动机系统划分为若干模块,用矩阵变换的方法求得发动机各模块的传输矩阵,构成发动机系统方程组。
固体火箭发动机试验综合软件系统设计
陈广南, 郭健, 张为华, 卞晓章, 周克, 焦继革
2001, 16(1): 49-51.
摘要:
介绍一种固体火箭发动机试验用综合软件系统。该软件系统除具有标定、数据采集、试验数据分析处理功能外,还具有固体火箭发动机性能预估、参数辨识,以及试验数据库管理功能。该系统能自动快捷地分析处理各类试验数据,有效提高了试验效率。
振荡环境下推进剂液滴亚临界蒸发响应特性
刘卫东, 周进, 王振国
2001, 16(1): 52-54.
摘要:
针对推进剂液滴在惰性气体中的蒸发过程建立了非定常物理模型,并应用全隐差分格式离散模型方程进行数值求解。研究了液滴蒸发过程对环境气体压力振荡的响应特性,可为液体火箭发动机不稳定燃烧分析提供理论基础。
缘板摩擦阻尼器的减振实验研究
郝燕平, 单颖春, 朱梓根
2001, 16(1): 55-58.
摘要:
对叶轮机叶片缘板金属摩擦阻尼器进行了实验研究。着重研究了摩擦阻尼器对叶片的一阶弯曲振型的影响。研究表明,利用金属摩擦阻尼器可以有效地降低叶片的振动;通过合理选择阻尼器的质量(即正压力),可以最大限度地降低叶片的弯曲振动应力,即存在一最优正压力;并且随着激振力的增加,这一最优正压力也将随之增加。因此,它是叶轮机械中一种非常简单有效的减振措施。
直升机旋翼/机身耦合系统气动/机械稳定性分析
王浩文, 高正, 郑兆昌
2001, 16(1): 59-62.
摘要:
考虑了铰接式旋翼桨叶绕挥舞、摆振和变距铰的整体刚性运动与桨叶中等弹性变形之间的动力学耦合作用,将直升机机身和传动轴作为弹性体。通过构造一种特殊的24自由度刚柔混合单元得到旋翼/机身耦合系统的周期时变动力学方程,根据Floquet理论对稳态周期解的稳定性进行研究。计算结果表明,旋翼轴的截面刚度对旋翼/机身耦合系统的气动/机械稳定性有一定的影响。
钛合金平板电子束焊接残余应力数值分析
刘敏, 陈士煊, 康继东, 陈勇
2001, 16(1): 63-66.
摘要:
本文建立了钛合金平板移动电子束热源的焊接温度场和应力场的数值分析模型,针对6mm厚的TC11钛合金平板试件,计算分析3种不同工艺参数的电子束焊接温度场及残余应力分布规律,结果表明对于平板电子束焊接接头,在焊缝及近缝区的很窄的区域内,存在数值接近材料屈服极限的纵向残余应力,焊接工艺不同将会影响残余应力的数值,采用正面焊透加背面修饰的焊接工艺可在一定程度上降低纵向残余应力的数值。
轴流透平级的最佳流型设计方法
辛喆, 邹滋祥
2001, 16(1): 67-70.
摘要:
把近代最优控制论方法引入轴流透平叶片的设计,在优化的轴流透平子午通道内,建立包括透平级内所有性能参量的最优流型命题的完整的物理模型及其数学表达式,并归化为一个在给定初始状态、自变量终端固定、部分状态变量终端受有约束的条件下,使级的某一性能指标(如级的功率)达到最优的最优控制问题,应用“代价函数法”及“共轭梯度法”编制计算程序,计算得到符合给定约束条件、并使目标函数取极值的最优环量分布,结果是令人满意的。
应用不同湍流模型计算叶栅流场的结果与比较
朱永波, 赵晓路, 蔡睿贤
2001, 16(1): 71-74.
摘要:
采用有限体积TVD-LW格式求解N-S方程,使用了B-L模型、高雷诺数k-ε模型和低雷诺数k-ε模型等多种湍流模型。并且用具体算例说明本文所用程序的可靠性,比较了3种的湍流模型的特点。B-L模型最大的优点是简单、使用方便。k-ε方程适应性强,分为低雷诺数k-ε方程和高雷诺数k-ε方程两种。高雷诺数k-ε方程比低雷诺数k-ε方程精度略低,但所需计算时间和存储量都比后者小,网格也可以粗些。k-ε模型对粘性层、分离区有比较高的分辨能力,高雷诺数k-ε模型比较适于一般数值计算。
空间站高温固液相变蓄热容器的实验研究
邢玉明, 袁修干, 王长和
2001, 16(1): 75-79,74.
摘要:
相变材料(PCM)容器是空间太阳能动力装置吸热—储热器的关键部件。吸热器的蓄/放热性能及其寿命取决于PCM容器的设计与制造是否可靠。文中对PCM容器的结构设计及其制造工艺、PCM的充装工艺、PCM的熔化—凝固特性和空穴的形成、PCM熔点及相变潜热的测量以及PCM与容器材料的相容性这些关键问题进行了试验研究。
模糊自组织神经网络在航空发动机故障诊断中的应用
蒋东翔, 王风雨, 周明, 倪维斗
2001, 16(1): 80-82.
摘要:
介绍了模糊自组织神经网络在航空发动机故障诊断中的应用方法,并通过实例验证了该方法在发动机故障分类中的实用性。该方法具有结构算法简单、无监督自学习和侧向联想等功能。它有很好的应用前景,可以广泛应用于发动机的故障诊断。
航空发动机神经网络自适应控制研究
郭迎清
2001, 16(1): 83-86.
摘要:
本文研究神经网络自适应控制方法及其在航空发动机控制中应用。结合某型航空涡喷发动机,首先研究采用神经网络进行非线性动态系统辨识,包括神经网络模型辨识的格式、输入信号形式等问题。然后,提出了一种神经网络自适应控制方法,阐明了该方法基本结构、原理。最后,在选定的设计点处进行发动机控制系统设计,当偏离设计点时,利用神经网络很强的学习、适应能力,通过在线修正神经网络参数,使控制系统仍保持良好性能。
某型航空发动机故障发生的量化分析与思考
毛景立, 李鸣
2001, 16(1): 87-92.
摘要:
在对某型发动机故障统计的基础上,进行故障发生的量化分析研究,探讨出故障发生频次与发动机样本、工作时间段、故障性质的变化关系。同时,对重复性故障及重大故障进行了专题分析,就维修性与可靠性指标进行了确定与评估。最后,在使用维护、改进设计、生产装配等方面提出了建议。
微型涡喷发动机数字控制实时半物理模拟试验系统
苏三买, 马瑞, 冷文彬
2001, 16(1): 93-96.
摘要:
本文以某微型涡喷发动机为工作对象,采用8098单片机作数字控制器,计算机当作模型发动机,具体介绍了数控半物理模拟试验系统概述、发动机数学模型建立、系统硬件总体设计、自适应模型跟随控制器及其软件设计;在此基础上建立了发动机数控实时半物理模拟试验系统并进行试验,结果证明:所设计的系统能实时地反映控制系统作用下的真实试车过程。