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中国工业评论 2016年第11期 36-44页

世界航空发动机发展上百年来，经历了诸多技术突破和行业变革，从军事到民用，航空发动机的发展取得了长足进步，活塞、涡轮、冲压等发动机相继问世，其中燃气涡轮发动机成为当前应用最广泛的航空发动机。目前，世界主要国家的航空发动... 详细信息

世界航空发动机发展上百年来，经历了诸多技术突破和行业变革，从军事到民用，航空发动机的发展取得了长足进步，活塞、涡轮、冲压等发动机相继问世，其中燃气涡轮发动机成为当前应用最广泛的航空发动机。目前，世界主要国家的航空发动机的发展已相当成熟。

关键词：航空发动机发展趋势世界燃气涡轮发动机

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航空发动机

宁夏科技（军事展望） 2003年第3期 54-56页

陶瓷基复合材料在航空发动机应用与适航符合性验证研究进展

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复合材料学报 2025年第1期42卷 54-87页

作者：李龙彪南京航空航天大学民航学院南京211106

陶瓷基复合材料(Ceramic-matrix composites,CMCs)继承了陶瓷材料耐高温、抗腐蚀等优点,克服了陶瓷材料的脆性,相较于高温合金密度更低、高温持久强度更优、可设计性更强,是新一代航空发动机热结构的理想材料。欧美等发达国家自20世纪8... 详细信息

陶瓷基复合材料(Ceramic-matrix composites,CMCs)继承了陶瓷材料耐高温、抗腐蚀等优点,克服了陶瓷材料的脆性,相较于高温合金密度更低、高温持久强度更优、可设计性更强,是新一代航空发动机热结构的理想材料。欧美等发达国家自20世纪80年代,经过上百万小时的测试、考核与验证,已经证明CMCs代替高温合金的革命性改变已经到来。本文系统分析了CMCs多种制备工艺及物理/力学性能,CMCs在航空发动机燃烧室、涡轮、排气系统热端部件的结构设计、部件考核以及工程应用等,建立了CMCs制备工艺、材料性能、部件设计与工程应用之间的关联关系。从适航角度出发,给出了CMCs部件的适航认证要求、适航性设计及符合性验证方法等,并针对法国SAFRAN公司的CMCs混合器和中心体、美国GE公司的CMCs涡轮外环等进行了案例分析。

关键词：陶瓷基复合材料航空发动机燃烧室涡轮排气系统适航符合性验证

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航空发动机低压涡轮轴通油孔裂纹失效分析

机械强度 2025年第2期47卷 37-43页

作者：王学民卢绪平沈莲古远兴吴晨郭建英徐敬沛中国航发四川燃气涡轮研究院成都610500 电子科技大学机械与电气工程学院成都611731

为探究某型航空发动机低压涡轮轴高低周复合疲劳试验过程中通油孔裂纹故障的性质和原因,对低压涡轮轴裂纹位置进行了外观检查、断口分析、表面检查、金相组织检查、有限元分析和裂纹扩展仿真。结果表明,低压涡轮轴通油孔裂纹故障为疲劳... 详细信息

为探究某型航空发动机低压涡轮轴高低周复合疲劳试验过程中通油孔裂纹故障的性质和原因,对低压涡轮轴裂纹位置进行了外观检查、断口分析、表面检查、金相组织检查、有限元分析和裂纹扩展仿真。结果表明,低压涡轮轴通油孔裂纹故障为疲劳裂纹,其原因为通油孔采用电火花加工后,未完全去除重熔层,导致其内侧表面存在部分未去除的重熔层且有可见微裂纹,在较大的高低周复合载荷作用下萌生疲劳裂纹并发生了裂纹扩展,从而导致通油孔裂纹故障,通过裂纹扩展仿真分析预估初始裂纹长度介于0.2~0.3 mm。为了保证通油孔加工质量,考虑该位置加工可达性较差,建议可设计特殊工装、采用机械加工技术进行加工,在保证加工精度的基础上从根本上杜绝重熔层的影响。

关键词：低压涡轮轴失效分析重熔层疲劳断裂有限元分析裂纹扩展仿真航空发动机

基于贝叶斯图注意力Transformer的航空发动机剩余使用寿命概率预测

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工程科学学报 2025年第2期47卷 374-388页

作者：胡艳艳白雅婷北京科技大学智能科学与技术学院北京100083

航空发动机作为飞机的心脏,其健康状态对飞机的安全飞行至关重要.深度学习强大的数据挖掘能力,为通过海量历史数据预测航空发动机的剩余使用寿命提供了新方法.然而,传统基于深度学习的方法大都关注于挖掘数据在时间上的关联,而忽略了多... 详细信息

航空发动机作为飞机的心脏,其健康状态对飞机的安全飞行至关重要.深度学习强大的数据挖掘能力,为通过海量历史数据预测航空发动机的剩余使用寿命提供了新方法.然而,传统基于深度学习的方法大都关注于挖掘数据在时间上的关联,而忽略了多个传感器监测数据之间复杂的非欧氏空间关系.此外,少有研究考虑数据或者预测过程本身具有的不确定性,缺乏对预测结果可靠性的评估.为解决上述问题,本文提出了一种基于贝叶斯网络和图注意力Transformer的航空发动机剩余使用寿命概率预测方法.将图注意力机制融入Transformer的时间多头注意力模块,结合图注意力网络在空间特征提取上的优势和Transformer模型在时间特征提取的优势,实现数据特征时空关系的联合提取.同时,利用改进的贝叶斯网络度量预测不确定性,在得到剩余使用寿命预测点值的同时给出相应的置信区间.最后,通过在公开航空发动机数据集上的实验,证明了所提模型的有效性和先进性.

关键词：航空发动机剩余使用寿命图注意力Transformer 贝叶斯网络概率预测

双偏振拉曼光谱测量航空发动机燃烧场浓度和温度

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光谱学与光谱分析 2025年第3期45卷 878-884页

作者：于长友程鹏李杰宋文艳王朝宗齐新华车庆丰陈爽许振宇吉林大学汽车工程学院能源与动力工程系吉林长春130022 西北工业大学动力与能源学院航空推进系陕西西安710072 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所四川绵阳621000 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031

开发了一种基于体相位全息(VPH)透射光栅的双偏振自发拉曼光谱测量系统,实现在燃烧场中单脉冲激光下同步定量测量主要气态物种组分(二氧化碳CO_(2)、氧O_(2)、氮N_(2)、水H_(2)O、燃料及中间体C_(x)H_(y))浓度和温度,同步测量的温度可... 详细信息

开发了一种基于体相位全息(VPH)透射光栅的双偏振自发拉曼光谱测量系统,实现在燃烧场中单脉冲激光下同步定量测量主要气态物种组分(二氧化碳CO_(2)、氧O_(2)、氮N_(2)、水H_(2)O、燃料及中间体C_(x)H_(y))浓度和温度,同步测量的温度可修正其对物种拉曼散射截面的影响。系统中的两套光栅和ICCD相机可同步采集两个互相垂直方向的拉曼散射偏振信号,有效剔除荧光干扰。在可控压力及温度的气样池和McKenna标准火焰燃烧器进行了浓度和温度的标定,温度测量精度小于1.06%,组分浓度测量精度小于1.10%。在某航空发动机模型燃烧室燃烧场中,完成了单工况三维多测点组分浓度和温度的同步单脉冲(20 ns)定量测量。

关键词：航空发动机燃烧场双偏振拉曼光谱浓度温度

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航空发动机钛合金机匣包容性数值仿真

爆炸与冲击 2025年

作者：曹苗张春阳刘宗兴赵振强刘军李玉龙西北工业大学航空学院强度与结构完整性全国重点实验室

航空发动机机匣包容性问题非常复杂，涉及大变形、材料粘塑性及结构非线性动态响应等。针对某型发动机风扇机匣包容性评估需求，提出一种结合打靶试验和有限元分析评估机匣包容能力的方法。采用叶片型弹体冲击半环模拟机匣以获取钛合金... 详细信息

航空发动机机匣包容性问题非常复杂，涉及大变形、材料粘塑性及结构非线性动态响应等。针对某型发动机风扇机匣包容性评估需求，提出一种结合打靶试验和有限元分析评估机匣包容能力的方法。采用叶片型弹体冲击半环模拟机匣以获取钛合金机匣的冲击损伤基本特性，并基于接触-碰撞显式动力学分析软件建立相应的数值仿真模型，对比弹体剩余速度、靶板径向变形量以及结构损伤形貌的数值仿真结果与试验测试结果，二者良好的一致性表明本文数值仿真方法的准确性。最后采用验证过的数值仿真方法建立真实断裂叶片撞击风扇机匣的计算模型，研究断叶转速及断叶尺寸对机匣包容性的影响。结果表明，旋转状态下风扇机匣的包容能力大于打靶试验中机匣所能承受的叶片冲击能量，工程设计中打靶试验可按照真实机匣临界包容速度的0.76倍进行穿透阈值设计；同时建立了机匣包容能力表征参量与断叶转速、尺寸的关联模型，发现机匣塑性变形能与叶片丢失转速呈四次方关系，与断叶尺寸呈平方关系；且随着断叶尺寸的增大，机匣临界包容转速呈指数倍下降。

关键词：航空发动机钛合金机匣打靶试验接触-碰撞动力学包容过程

航空发动机燃油泵动静压滑动轴承润滑特性与参数影响分析

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推进技术 2025年第1期46卷 237-252页

作者：符江锋仲世杰罗康刘显为魏士杰西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 四川天府新区西工大先进动力研究院四川成都610213 中国航发西安动力控制科技有限公司陕西西安710077

航空发动机燃油齿轮泵的滑动轴承长期工作在高温、高压和低黏介质极端工况下,极易诱发润滑失效,其润滑性能演变规律尚未完全探明。本文通过建立动静压混合润滑条件下燃油泵滑动轴承流体润滑模型,采用超声测量原理测试了燃油泵真实服役... 详细信息

航空发动机燃油齿轮泵的滑动轴承长期工作在高温、高压和低黏介质极端工况下,极易诱发润滑失效,其润滑性能演变规律尚未完全探明。本文通过建立动静压混合润滑条件下燃油泵滑动轴承流体润滑模型,采用超声测量原理测试了燃油泵真实服役工况下的油膜厚度,验证了多个载荷条件滑动轴承润滑模型的油膜厚度计算准确性。最后,基于试验验证的润滑计算模型,研究了宽径比、偏心率和油槽位置对轴承润滑性能的影响规律。研究结果表明:计算的油膜厚度随工况变化规律与试验测点十分吻合,两者的平均计算误差为2.3%,此外,燃油泵负载增大会使得油膜的最小厚度向进口油槽处偏转,进而导致动压能力减弱,轴承在大负载工况的承载能力主要由静压提供。宽径比B/D由0.4增大至1.2时,会导致油膜温度沿周向降低1.2℃,而沿轴向升高0.5℃,偏心率增大会导致油膜厚度变小,混合润滑轴承中间截面处的动压提升0.43 MPa,设计滑动轴承的油槽位置应开在收敛楔形结构前端或者开扩楔形结构处,能提升轴承承载性能。

关键词：航空发动机燃油齿轮泵滑动轴承润滑油膜测试

航空发动机外涵道机匣非线性屈曲分析及结构改进

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机械科学与技术 2025年

作者：吴凯郑晓霞何博涵杨桥邹钰太原理工大学航空航天学院

航空发动机薄壁外涵道机匣在工作中存在出现屈曲失稳的现象，影响发动机整机安全性。基于非线性屈曲理论和三维有限元仿真技术，开展发动机外涵道机匣非线性屈曲分析，分别获得在轴向压力、安装边扭矩、内外壁压差载荷下的外涵道机匣非... 详细信息

航空发动机薄壁外涵道机匣在工作中存在出现屈曲失稳的现象，影响发动机整机安全性。基于非线性屈曲理论和三维有限元仿真技术，开展发动机外涵道机匣非线性屈曲分析，分别获得在轴向压力、安装边扭矩、内外壁压差载荷下的外涵道机匣非线性屈曲模式和一阶临界失稳载荷等，并与线性屈曲结果进行对比，发现非线性屈曲模式与线性屈曲模式一致，非线性临界失稳载荷较线性小。基于外涵道机匣的结构形式、载荷特点和失稳模式，提出3类结构改进方法，研究表明将机匣分为前后两个机匣，中间安装边用螺栓连接可有效提升轴压载荷和压差载荷下的抗屈曲能力；机匣壁厚整体加厚方案虽可有效提升临界失稳载荷，但会造成机匣重量的大幅增加；增加屈曲变形较大区域2的壁厚既可有效提升临界失稳载荷，又不会引起重量大量增加；机匣外壁面设置格栅加筋优化方案可有效提升机匣临界失稳载荷，针对本文结构设置60°三角形加筋、机匣壁厚为1.1mm的方案为最优方案。本文的研究成果可为薄壁件抗屈曲设计提供技术支持。

关键词：航空发动机外涵道机匣非线性屈曲有限元仿真分析结构改进格栅加强筋方案

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航空发动机转速基准建模方法研究

推进技术 2025年第2期46卷 258-265页

作者：徐茂峻刘金鑫金泽熙欧阳汀益赵小天宋志平西安交通大学航空发动机系统与等离子技术全国重点实验室陕西西安710049 西安交通大学机械工程学院陕西西安710049

针对现阶段燃油流量测量置信度低,导致其测量误差影响航空发动机实时动态模型准确性的问题,提出了以转速基准代替传统燃油基准的建模方法。该方法在传统部件级实时动态模型的基础上,将实测状态参数转速信号作为模型的参考目标,以燃油流... 详细信息

针对现阶段燃油流量测量置信度低,导致其测量误差影响航空发动机实时动态模型准确性的问题,提出了以转速基准代替传统燃油基准的建模方法。该方法在传统部件级实时动态模型的基础上,将实测状态参数转速信号作为模型的参考目标,以燃油流量作为调整参数进行模型转速和实测转速之间的对准控制,间接实现对输入燃油的自动校正进而提升模型的准确性。此外,提出了一种改进的多约束PI控制算法,用于实现精准的转速对准控制。基于实际地面试车数据和模拟的燃油测量误差案例进行了建模方法验证,结果表明:所提出的转速基准模型较传统部件级模型相比,风扇转速、压气机转速、压气机后总压、涡轮后总温四个参数获得了更低的建模误差,其建模平均绝对误差分别降低了90.0%,55.6%,27.1%,29.0%,验证了该建模方法的有效性。

关键词：航空发动机部件级模型燃油测量转速基准自校正