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组合动力装置控制技术研究

组合动力装置控制技术研究

作者：钱小娟南京航空航天大学

学位级别：硕士

本文是对组合动力装置控制技术的研究。组合动力装置是先进飞机所需配备的重要机载设备,其控制技术是保证整个组合动力装置安全可靠运行的关键。本文以某型组合动力装置为研究对象,首先从机理上分析了组合动力装置各个主要部件的特性,... 详细信息

本文是对组合动力装置控制技术的研究。组合动力装置是先进飞机所需配备的重要机载设备,其控制技术是保证整个组合动力装置安全可靠运行的关键。本文以某型组合动力装置为研究对象,首先从机理上分析了组合动力装置各个主要部件的特性,在小偏差范围内建立了单组元涡轮动力装置和燃气涡轮动力装置系统的简化模型,同时采用工程上应用广泛的最小二乘法对简化模型参数进行了辨识,得到能够应用于系统仿真和试验的置信度较高的数学模型;然后根据组合动力装置的特点,设计了相应的控制回路,以辨识的数学模型为对象进行仿真研究,采用遗传算法进行了控制参数的寻优,并引入了灰色控制以改善系统的控制效果;为了完成系统的仿真和试验,采用模拟电路,高性能的微处理器及其外围电路等设计和实现了相应的电子控制器,同时完成了地面监控系统的设计和实现;最后,搭建了组合动力装置的半实物仿真平台,验证了各个控制器以及控制策略的可行性和正确性,然后将设计的控制系统应用在真实试车试验中,对控制效果进行了分析和总结。从组合动力装置的分析、设计和实现过程,以及最后的半实物仿真和试验结果可以看出,本文所研究和设计的控制系统可以实现对组合动力装置的控制功能,满足系统的控制要求。

关键词：控制技术组合动力装置遗传算法灰色控制仿真试验

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组合动力装置双模态建模方法研究

机械制造与自动化 2022年第4期51卷 136-139页

作者：严春晨翟世杰陈典中国航发控制系统研究所江苏无锡214063 南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

为建立适用于组合动力装置的双模态数学模型,研究了燃烧室及涡轮适用于富油工况的建模方法。以化学平衡计算的方法对燃烧室出口燃气模型进行预测,根据燃气组分迭代求解燃烧室出口参数;从相似理论出发,研究涡轮特性在富油工况下的外推方... 详细信息

为建立适用于组合动力装置的双模态数学模型,研究了燃烧室及涡轮适用于富油工况的建模方法。以化学平衡计算的方法对燃烧室出口燃气模型进行预测,根据燃气组分迭代求解燃烧室出口参数;从相似理论出发,研究涡轮特性在富油工况下的外推方法。研究结果表明:该燃烧室建模方法的计算结果与传统的拟合公式计算结果在贫油工况下吻合度高,且适用于富油工况;直接将涡轮特性应用于富油工况会引入10%左右的误差,需要根据燃气热力参数进行修正;若应急动力模式采用富油燃烧,经济性降低,但可以在一定程度上提高组合动力装置的功重比以及战斗机的续航能力。

关键词：组合动力装置建模化学平衡涡轮特性

TBCC组合发动机舱成附件热环境及被动热防护特性研究

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TBCC组合发动机舱成附件热环境及被动热防护特性研究

作者：郝鑫南京航空航天大学

学位级别：硕士

组合动力装置是未来空天飞行器的主要动力来源,其机舱内部热环境较为恶劣,在不同飞行工况下组合发动机内部附件可能会出现超温情况。为保证空天飞行器能够安全稳定工作,需要针对机舱内部成附件的温度调控方法展开研究。本文针对组合动... 详细信息

组合动力装置是未来空天飞行器的主要动力来源,其机舱内部热环境较为恶劣,在不同飞行工况下组合发动机内部附件可能会出现超温情况。为保证空天飞行器能够安全稳定工作,需要针对机舱内部成附件的温度调控方法展开研究。本文针对组合动力装置机舱内部成附件热防护措施进行研究。首先根据组合动力装置实际几何模型经过适当缩比构建数值仿真计算模型,以组合发动机典型工况作为仿真计算边界条件,研究不同热防护方式对机舱内部环境温度以及舱内成附件温度的影响规律。在此基础上,设计并搭建了组合发动机机舱热环境与附件温度特性研究实验台,对不同隔热方式对组合发动机机舱热环境与附件表面温度的影响规律进行了研究,并验证了数值计算的准确性。在上述研究基础上,以经过验证的仿真方法对整机模型在实际工况下进行了计算,预测了不同隔热手段对实际情况下附件温度影响。研究结果表明:本文采用的数值仿真模型能够一定程度上预测不同工况下的机舱内部环境温度分布及附件表面温度,计算结果与实验测量值相比误差较小,仿真计算值与实验测量值误差在9%以内。发动机机匣壁面为机舱内部主要热源,机匣整体隔热能够有效控制机舱内部环境温度。组合动力装置两机舱间存在显著的热量交换,主要原因是上下侧机匣间的辐射换热以及部分自然对流换热。两机舱间布置隔热层后,上侧机舱内部温度平均温度降低约15K,最大温度降幅达到20K。在机舱间布置整机隔热层能够有效控制机舱环境温度。隔板的布置改变了机舱间的辐射换热特性。附件隔热能够有效降低附件表面温度,延缓高温附件超温时间,对大部分超温附件,布置隔热层可以将高温附件超温时间延迟20min以上。机舱隔热,隔板隔热,附件表面隔热以及机舱蒙皮隔热的综合使用能够保证在实际各工况下舱内部附件不会出现超温情况。

关键词：组合动力装置实验研究数值仿真热防护附件温度控制

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美空军关于冲压发动机的风洞试验计划

外国海军导弹科技动态 1974年第S3期 6-11页

华盛顿: 美空军于1974年初,在其设在田纳西州图拉荷马的阿诺尔德工程发展中心,将着手进行冲压发动机部件的自由射流风洞试验,用于空军的试验以火箭-冲压组合动力装置的多用途导弹。按美国防部冲压发动机技术政策特别小组报告的设想(见... 详细信息

华盛顿: 美空军于1974年初,在其设在田纳西州图拉荷马的阿诺尔德工程发展中心,将着手进行冲压发动机部件的自由射流风洞试验,用于空军的试验以火箭-冲压组合动力装置的多用途导弹。按美国防部冲压发动机技术政策特别小组报告的设想(见本期“为今后导弹而研制的冲压

关键词：冲压发动机导弹系统风洞试验风洞模拟试验空军军队飞行器组合动力装置军械局

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飞机机载机电系统多电技术的发展现状

航空科学技术 2005年第6期16卷 10-13页

作者：刘铭黄纯洲李勤南京机电液压工程研究中心

随着一些先进飞机上越来越多地应用了多电技术,多电飞机技术的重要性日益突现出来。该文主要概述了国外近年来发展起来的一些多电飞机技术。

关键词：多电飞机机载机电系统组合动力装置

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串联式涡轮冲压发动机加力/冲压燃烧室设计及流场计算

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航空发动机 2014年第1期40卷 22-25页

作者：李锋尚守堂郭瑞卿唐正府吕付国陈骏博北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 中航工业沈阳发动机设计研究所沈阳110015

以串联式TBCC加力/冲压燃烧室为研究对象,提出包含一体化整流支板、加力内锥及长短交错的径向火焰稳定器组成的TBCC加力/冲压燃烧室方案。针对TBCC发动机加力/冲压燃烧室进行了数值模拟,获得该燃烧室在不同模态下的流场特性。计算结果显... 详细信息

以串联式TBCC加力/冲压燃烧室为研究对象,提出包含一体化整流支板、加力内锥及长短交错的径向火焰稳定器组成的TBCC加力/冲压燃烧室方案。针对TBCC发动机加力/冲压燃烧室进行了数值模拟,获得该燃烧室在不同模态下的流场特性。计算结果显示,在涡轮工作状态和涡轮/冲压共同工作状态下,TBCC发动机加力/冲压燃烧室的总压恢复系数均在95%左右;在冲压工作状态下,其总压恢复系数在86%左右。可以满足在不同模态下加力/冲压燃烧室对总压恢复系数的要求。

关键词：加力冲压燃烧室涡轮冲压发动机组合动力装置流场总压恢复系数数值模拟

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飞机第二动力系统技术综述

信息系统工程 2014年第4期27卷 38-39页

作者：王浩杨恒辉卢玉芳中航工业西安航空计算技术研究所

飞机第二动力系统是飞机飞行保障系统的关键,本文介绍了当前主流的飞机第二动力系统辅助动力装置、应急动力装置和组合动力装置的发展,组成结构以及第二动力系统控制系统的技术特点。

关键词：辅助动力装置应急动力装置组合动力装置全权限数字电子控制

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