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泡沫镍对B_(4)C陶瓷/TC4真空钎焊接头的强化机制

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中国有色金属学报 2024年第5期34卷 1579-1588页

作者：周惠焱刘强黄斌戴浩李家豪陈宜黄永德南昌航空大学航空制造工程学院南昌330063 中国航空发动机集团南方工业有限公司株洲412002 中国航空工业集团江西昌河航空工业有限公司景德镇333002

B_(4)C陶瓷与TC4钛合金进行真空钎焊时,由于两者之间的热膨胀性能存在较大差异,容易因过大的残余应力而产生开裂现象。本文采用添加泡沫镍中间层的方法成功实现了B_(4)C陶瓷与TC4钛合金无开裂缺陷真空钎焊,并观察了钎焊接头微观组织,计... 详细信息

B_(4)C陶瓷与TC4钛合金进行真空钎焊时,由于两者之间的热膨胀性能存在较大差异,容易因过大的残余应力而产生开裂现象。本文采用添加泡沫镍中间层的方法成功实现了B_(4)C陶瓷与TC4钛合金无开裂缺陷真空钎焊,并观察了钎焊接头微观组织,计算分析了接头残余应力和弹性应变能。结果表明:真空钎焊接头的剪切强度达到88.6 MPa;泡沫镍中间层的添加一方面可有效缓解活性元素Ti对B_(4)C陶瓷基体的过度溶解,减少TiC、TiB_(2)等脆性化合物的形成,并促进了钎料成分的均匀分布;另一方面,软化坍塌的泡沫镍骨架结构分割了熔化的钎料,造成多个小熔合区,从而使焊缝组织受力更加均匀,同时残余应力也获得了一定程度的缓解,有利于B_(4)C陶瓷与TC4钛合金形成良好的连接。B_(4)C陶瓷与TC4钛合金在泡沫镍中间层的加入后应力得到缓解,也进一步验证了陶瓷/金属异种材料的连接可通过多孔材料进行应力释放。

关键词：泡沫镍中间层真空钎焊残余应力作用机制

纳米压痕法测量航空发动机关键材料残余应力的研究进展

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材料导报 2024年第11期38卷 216-228页

作者：罗军李楠王曦刘昌奎中国航发北京航空材料研究院北京100095 航空工业失效分析中心北京100095 航空材料检测与评价北京市重点实验室北京100095 中国航空发动机集团材料检测与评价重点实验室北京100095

随着航空发动机的需求日益增加,人们对合金性能的要求也越来越高。在制造和加工过程中引入的残余拉应力会严重影响合金的力学性能,从而缩短发动机的服役寿命。因此,残余应力的测量对发动机的可靠性和安全性起着关键性作用。本文系统归... 详细信息

随着航空发动机的需求日益增加,人们对合金性能的要求也越来越高。在制造和加工过程中引入的残余拉应力会严重影响合金的力学性能,从而缩短发动机的服役寿命。因此,残余应力的测量对发动机的可靠性和安全性起着关键性作用。本文系统归纳了纳米压痕技术的测量原理,包括接触深度、接触刚度、接触面积、硬度以及弹性模量的计算,介绍了纳米压痕测量残余应力计算模型(如Suresh、Lee、Xu、Wang、Kim以及Peng等模型)的分析过程,对比了计算模型之间的优缺点,详细综述了纳米压痕理论在航空发动机关键材料(如不锈钢、铝合金、钛合金、镍基高温合金)残余应力测量中的最新研究进展,总结了残余应力计算模型存在的不足,同时展望了纳米压痕法测量残余应力的发展方向。

关键词：纳米压痕计算模型残余应力航空发动机关键材料

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宽谱光源谐振式光纤陀螺谐振特性分析

中国惯性技术学报 2024年第3期32卷 300-307页

作者：蓝士祺李俊吴凡闫博苏政澄岳亚洲中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所西安710065

为优化宽谱光源谐振式光纤陀螺(RFOG)谐振腔设计,进行了RFOG谐振特性分析。首先,根据光场传输理论完成了宽谱RFOG光场传输特性分析,建立了宽谱RFOG谐振频差曲线模型,给出了谐振特性参数表达式。理论证明了宽谱RFOG的陀螺精细度和半高全... 详细信息

为优化宽谱光源谐振式光纤陀螺(RFOG)谐振腔设计,进行了RFOG谐振特性分析。首先,根据光场传输理论完成了宽谱RFOG光场传输特性分析,建立了宽谱RFOG谐振频差曲线模型,给出了谐振特性参数表达式。理论证明了宽谱RFOG的陀螺精细度和半高全宽约为谐振腔光谱曲线的1/2和2倍。其次,基于宽谱RFOG光场理论模型,分析了耦合器交叉耦合系数、附加损耗和谐振腔腔长等谐振腔关键光学参数对陀螺精细度和极限灵敏度的影响。最后,实验验证了谐振特性理论分析的正确性,并通过优化谐振腔参数实现陀螺零偏不稳定性0.059°/h,对谐振式光纤陀螺工程设计具有理论指导意义。

关键词：谐振式光纤陀螺宽谱光源谐振特性光纤谐振腔

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氢燃料电池支线飞机概念设计与性能分析

航空学报 2024年

作者：纪宇晗曾凡苍王翔宇王元元中国航空工业发展研究中心

氢能源飞机是航空业实现绿色能源转型的重要途径，全球多个国家正在积极进行氢能源商用飞机的研究与试验。氢燃料电池支线飞机是当下最热门的发展方向之一，以道尼尔228和冲8-Q300为平台的氢能改装飞机已率先完成首飞，有望在2027年前... 详细信息

氢能源飞机是航空业实现绿色能源转型的重要途径，全球多个国家正在积极进行氢能源商用飞机的研究与试验。氢燃料电池支线飞机是当下最热门的发展方向之一，以道尼尔228和冲8-Q300为平台的氢能改装飞机已率先完成首飞，有望在2027年前投入商用。目前我国的氢能源飞机研究大多停留在技术探索阶段，针对支线及以上级别氢能源飞机的整体方案设计和可行性论证较少，难以有效支撑氢能航空发展。本文提出了一种基于现有涡桨支线飞机平台的氢燃料电池动力改装设计方案，并通过仿真方法分析了改装后的飞机性能水平，估算了氢能源飞机的使用成本和碳排放强度。根据本文的研究，氢燃料电池改装支线飞机将采用液氢燃料罐和氢锂混合供电，双发涡桨发动机替换为同等功率水平的电动机。采用主动式储氢方案的氢能源飞机载客量降低26.7%，最大航程降低43.3%，飞行效率提升5.1%，碳排放减少87.5%，运营成本增加46.9%。若采用被动式储氢方案，飞机载客量和最大航程仅降低了13.3%和31.9%，飞行效率则提升了15.9%。本文认为，尽管氢能源飞机目前的性能水平落后于常规动力飞机，但随着氢能技术和可持续航空产业的不断发展，尤其是储氢系统质量比达到55%之后，氢能源飞机有望在效率、航程、载荷等方面超越常规动力飞机。氢燃料电池在支线飞机上的率先应用将迈出可持续航空发展的重要一步。

关键词：氢燃料电池飞机储氢碳排放运营成本民用航空

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压气机叶片几何气动性能优化设计方法综述

推进技术 2024年第4期45卷 1-19页

作者：黄松王鹏汪洋冰中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心二动力系统部江苏南京211106 中国航空工业集团公司航空机电系统综合航空科技重点实验室江苏南京211106

优化设计可有效减少对人工设计经验的依赖,改善压气机几何气动性能设计的难度,缩短压气机设计的周期。为克服压气机叶片几何气动性能优化设计中高维、耗时、黑箱三大难题,本文回顾近40年来在压气机气动外形参数化方法、数值计算技术、... 详细信息

优化设计可有效减少对人工设计经验的依赖,改善压气机几何气动性能设计的难度,缩短压气机设计的周期。为克服压气机叶片几何气动性能优化设计中高维、耗时、黑箱三大难题,本文回顾近40年来在压气机气动外形参数化方法、数值计算技术、优化算法三个方面的研究进展;总结了机器学习及数据挖掘、基于不确定性的鲁棒性优化设计理论的研究进展;指明优化设计可探索压气机几何形状最佳气动性能极限,并总结和展望了压气机叶片优化设计方法的发展方向。

关键词：压气机优化设计优化算法机器学习不确定性综述

涡轮导向器喉道尺寸对燃气涡轮起动机性能的影响

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航空动力学报 2024年第9期39卷 140-148页

作者：樊小倩汪洋冰刘一鸣白杰中国航空工业集团有限公司金城南京机电液压工程研究中心南京211106 中国航空工业集团有限公司航空机电系统综合航空科技重点实验室南京211106

以某燃气涡轮起动机的燃气涡轮导向器为研究对象,采用试验及数值模拟方法研究了燃气涡轮导向器喉道尺寸对燃气涡轮起动机整机及部件性能的影响。针对A、B、C型三种燃气涡轮导向器(喉道平均外径分别为111.27、111.94、112.34 mm)的试验... 详细信息

以某燃气涡轮起动机的燃气涡轮导向器为研究对象,采用试验及数值模拟方法研究了燃气涡轮导向器喉道尺寸对燃气涡轮起动机整机及部件性能的影响。针对A、B、C型三种燃气涡轮导向器(喉道平均外径分别为111.27、111.94、112.34 mm)的试验研究结果表明:C′型燃气涡轮起动机较A′型燃气涡轮起动机,正常起动时间缩短14%,失效起动输出轴脱开转速升高7.1%,最大输出功率增加11.6%,起动机性能显著提高。数值结果表明:C″型较A″型涡轮级流量增加3.6%,动力涡轮最大输出功率增加12.2%,动力涡轮功率增加归因于流量增加、温度增加、温降增加的叠加效应。总之,燃气涡轮导向器喉道外径通过影响涡轮级性能改变了燃气涡轮起动机整机的匹配特性,使整机性能存在一定的分散性。

关键词：燃气涡轮起动机涡轮导向器喉道尺寸外径动力涡轮输出功率

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高速直升机运输效能评估

航空学报 2024年第9期45卷 303-314页

作者：刘昌昊曹义华梅晓萌汪茂胜张广林北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100191 中国航空工业发展研究中心系统所北京100029

基于有实际需求的运输任务剖面研究了高速直升机的运输效能评估问题,选择X3复合式直升机与V-22倾转旋翼机为对象进行研究。选取典型任务剖面后,进行飞行性能参数计算,主要包括需用功率、航程与耗油率等。建立了一种高速直升机运输效能... 详细信息

基于有实际需求的运输任务剖面研究了高速直升机的运输效能评估问题,选择X3复合式直升机与V-22倾转旋翼机为对象进行研究。选取典型任务剖面后,进行飞行性能参数计算,主要包括需用功率、航程与耗油率等。建立了一种高速直升机运输效能评估模型,并将飞行剖面的性能参数计算结果代入效能评估模型中,进行运输效能评估并分析影响运输效能的因素,对模型参数敏感性进行了分析。最后对比分析不同机型之间的运输效能,得出了不同运输任务的适用机型,提出了改善运输效能的建议。

关键词：复合式直升机倾转旋翼飞机飞行器总体性能运输效能评估高速直升机

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相干布居囚禁振荡与拉曼失谐的关系

物理学报 2024年第2期73卷 167-174页

作者：韩艳晨李昱东李维中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所计量与校准技术重点实验室北京100095

相干布居囚禁(CPT)振荡是一种基于CPT态而产生的瞬态振荡现象,与相干双色光频差和Λ型三能级结构原子基态能级间隔之间的拉曼失谐有关.本文采用锯齿波对微波信号进行频率调制,实现拉曼失谐均匀变化和阶跃变化.并通过建立频率调制速率和... 详细信息

相干布居囚禁(CPT)振荡是一种基于CPT态而产生的瞬态振荡现象,与相干双色光频差和Λ型三能级结构原子基态能级间隔之间的拉曼失谐有关.本文采用锯齿波对微波信号进行频率调制,实现拉曼失谐均匀变化和阶跃变化.并通过建立频率调制速率和拉曼失谐变化速率之间的关系,分析拉曼失谐变化速率和变化方式对CPT振荡的影响.结果表明,当拉曼失谐均匀变化时,激发CPT态原子产生振荡现象需要满足变化速率较快的条件,且激发产生的振荡呈现非谐波振荡行为.当拉曼失谐发生阶跃变化时,激发产生的CPT振荡为阻尼振荡且振荡频率与失谐量相等.利用锯齿波进行微波频率调制,进而实现对拉曼失谐的调制,实现CPT态的完全建立和CPT振荡的完全衰减过程,在弱磁场测量和原子钟领域具有较大的应用潜力.

关键词：相干布居囚禁瞬态振荡拉曼失谐阻尼振荡

离心叶轮圆钝型叶片前缘对燃气涡轮起动机性能的影响

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热能动力工程 2024年第10期 76-85页

作者：樊小倩黄松白杰朱家桢中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心中国航空工业集团公司航空机电系统综合航空科技重点实验室

本文以某燃气涡轮起动机的离心叶轮为研究对象，首先采用试验方法研究了加工导致的圆钝型叶片前缘(圆弧过度的钝头前缘)形状对燃气涡轮起动机整机性能的影响，进一步采用CFD数值仿真方法对原模型(Ⅰ型)及两种圆钝型前缘(Ⅱ型、Ⅲ型)离... 详细信息

本文以某燃气涡轮起动机的离心叶轮为研究对象，首先采用试验方法研究了加工导致的圆钝型叶片前缘(圆弧过度的钝头前缘)形状对燃气涡轮起动机整机性能的影响，进一步采用CFD数值仿真方法对原模型(Ⅰ型)及两种圆钝型前缘(Ⅱ型、Ⅲ型)离心压气机部件的性能进行了对比研究。研究结果表明：离心叶轮叶片的圆钝型前缘使起动机整机的正常起动时间增加11.6%,失效起动输出轴脱开转速降低10.7%,最大输出功率减小16.8%,起动机性能显著下降；圆钝型叶片前缘导致压气机的堵塞流量下降，最高压比下降，峰值效率下降，主要归因于离心叶轮叶片附面层损失及尾缘流动损失增大。

关键词：燃气涡轮起动机离心叶轮前缘形状圆钝型输出功率