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高铁轮对高精度测量系统设计与实现

铁道机车车辆 2024年第2期44卷 42-50页

作者：陈鸿燕杜建良陈彪张亮亮张玉友叶陶陶中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所北京100076

针对国内轮对尺寸测量手段落后、精度不高、测量效率以及自动化水平低的问题,设计并实现了一种接触式轮对外形尺寸自动化测量系统。该系统利用接触式触发测头以及位移传感器实现了轮对外形尺寸自动化测量,并通过相对测量原理以及温度补... 详细信息

针对国内轮对尺寸测量手段落后、精度不高、测量效率以及自动化水平低的问题,设计并实现了一种接触式轮对外形尺寸自动化测量系统。该系统利用接触式触发测头以及位移传感器实现了轮对外形尺寸自动化测量,并通过相对测量原理以及温度补偿算法实现了包括内侧距离、轮位、轴颈直径等长度尺寸及径向尺寸的高精度测量。通过在高铁轮对生产组装现场实际试验及试用验证,该系统的测量结果具有高精度和高一致性,满足高铁轮对各个尺寸的测量精度要求。

关键词：轮对外形尺寸温度补偿相对测量

一型逆时针主旋翼的双发直升机进气流场数值仿真分析

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航空动力学报 2024年第6期39卷 207-215页

作者：杨柳刘雨中国航空工业集团有限公司中国飞行试验研究院西安710089

通过数值仿真方法模拟了一型逆时针主旋翼的双发直升机在稳定前飞、侧飞、悬停状态下的流场,获取了不同飞行状态下的进气总压损失和进气温升。结果显示:稳定前飞时发动机进气面平均总压损失随飞行速度增大而增大,最大约为1.61%;侧飞时... 详细信息

通过数值仿真方法模拟了一型逆时针主旋翼的双发直升机在稳定前飞、侧飞、悬停状态下的流场,获取了不同飞行状态下的进气总压损失和进气温升。结果显示:稳定前飞时发动机进气面平均总压损失随飞行速度增大而增大,最大约为1.61%;侧飞时下游发动机进气道外侧区域存在较大的进气总压损失,且下游发动机进气存在较大温升;同速度下右侧飞时下游发动机进气温升幅度更高,对发动机工作性能影响更大;悬停状态下发动机进气面平均总压损失最大约为1.14%。通过与该型直升机飞行数据对比,验证了数值仿真结果的有效性。研究结果可以为国内同类型直升机试飞科目规划和发动机安装损失评估提供参考。

关键词：直升机稳定前飞侧飞悬停进气总压损失

民机飞控系统需求符合性验证技术和实现方法研究

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机械科学与技术 2024年

作者：蒲优华李立倪晓彬中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所

本文针对民机电传飞控系统需求符合性验证过程中对信号仿真、信号控制或故障注入的要求，提出了基于飞控系统内总线仿真和直接针对飞控系统软件参数进行实时注入或更新的验证技术和实现方法。该技术和方法的使用，可实现完整覆盖系统需... 详细信息

本文针对民机电传飞控系统需求符合性验证过程中对信号仿真、信号控制或故障注入的要求，提出了基于飞控系统内总线仿真和直接针对飞控系统软件参数进行实时注入或更新的验证技术和实现方法。该技术和方法的使用，可实现完整覆盖系统需求符合性验证过程中所需的测试场景和测试用例的生成，特别是利用实物产品无法生成，或者生成会对实物产品产生破坏的故障场景，以及产品实际运行过程中出现概率较低的故障模式的验证。此外，本文还初步分析了基于所提技术和方法开发的测试用例和测试结果等测试数据，提高了测试覆盖率的同时，也使系统测试更优地满足测试充分性准则的要求，为后续在测试验证工作中通过准则评价测试充分性提供了理论依据。

关键词：符合性验证故障注入系统内总线测试场景故障模式充分性准则

基于气候实验室的民机整机发动机低温启动实验

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航空动力学报 2024年第2期39卷 235-247页

作者：马建军吴敬涛杜文辉王嘉玺都亚鹏中国航空工业集团有限公司中国飞机强度研究所全尺寸飞机结构静力/疲劳航空科技重点实验室西安710065

为解决在密闭大型气候实验室极端低温环境下,进行民机整机发动机低温启动实验带来的强扰动和安全性问题,基于实验室现有能力条件,从发动机尾气排放和极端低温空气补偿两方面开展了民机整机发动机低温启动实验技术研究。对于发动机尾气排... 详细信息

为解决在密闭大型气候实验室极端低温环境下,进行民机整机发动机低温启动实验带来的强扰动和安全性问题,基于实验室现有能力条件,从发动机尾气排放和极端低温空气补偿两方面开展了民机整机发动机低温启动实验技术研究。对于发动机尾气排放,提出了针对大涵道比涡扇发动机的尾气“分割排放”概念和排放质量流量预估方法,降低了从实验室排放的低温空气质量流量。对于空气补偿,采用液氮作为冷源将实验室外常温空气冷却至极端-50℃低温并持续补充进实验室,补偿排放损失、维持实验室内低温环境稳定和室内外压力平衡,保障实验安全。基于该项技术,在国内首次成功实施了民机整机-40℃发动机低温启动适航符合性实验,实验结果表明:飞机低温冷浸时间10 h,实验全过程室内温度波动在±3℃以内;与常温下相比发动机启动功能和性能无明显衰减。该项实验的成功为其他民机在实验室内开展发动机低温启动实验和相关适航标准规范的制定提供了实践依据和技术储备。

关键词：气候实验室民机整机冷浸透大涵道比涡扇发动机低温启动

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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柔性浅埋物的声-振智能探测

光学精密工程 2024年第5期32卷 661-669页

作者：王驰曹鹏黄庆王超盛才良上海大学精密机械工程系上海200444 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所河南洛阳471023 江苏永康机械有限公司江苏无锡214203

提出一种基于目标检测算法的柔性浅埋物的声-振智能探测方法,将声波激励、激光散斑干涉测振和目标检测算法有机结合,用以柔性浅埋物的大范围快速探测。在论述YOLO系列目标检测算法原理的基础上,选择并优化柔性浅埋物的智能探测网络模型... 详细信息

提出一种基于目标检测算法的柔性浅埋物的声-振智能探测方法,将声波激励、激光散斑干涉测振和目标检测算法有机结合,用以柔性浅埋物的大范围快速探测。在论述YOLO系列目标检测算法原理的基础上,选择并优化柔性浅埋物的智能探测网络模型;然后,搭建声-光融合智能探测系统,构建不同柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图数据集;最后,对数据集进行训练和测试,验证该算法用于干涉条纹图识别的可行性。实验结果表明:在给定实验条件下,柔性浅埋物智能探测网络模型的精确率为98.39%,召回率为84.72%,平均识别精度为99.66%。该声-振智能探测方法可以在给定实验环境下对多种柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图进行智能识别,适用于浅层地下柔性掩埋物的大面积快速探测。

关键词：声-光融合探测柔性浅埋物 YOLOv5 声-地震耦合干涉条纹

基于Norton模型的涡轮叶片蠕变寿命分析方法

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航空发动机 2024年

作者：余嘉伟汪文君杨旭峰艾兴米栋蒋康河中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所

为了快速准确的预测航空发动机涡轮叶片的蠕变寿命，基于Norton本构模型，根据材料实测蠕变数据，建立了一种可以考虑局部应力集中的涡轮叶片蠕变寿命分析方法。针对某涡轴发动机燃气涡轮工作叶片开展了有限元蠕变分析，计算得到了涡轮... 详细信息

为了快速准确的预测航空发动机涡轮叶片的蠕变寿命，基于Norton本构模型，根据材料实测蠕变数据，建立了一种可以考虑局部应力集中的涡轮叶片蠕变寿命分析方法。针对某涡轴发动机燃气涡轮工作叶片开展了有限元蠕变分析，计算得到了涡轮叶片考虑蠕变松弛后的应力应变，明确了叶片危险部位位于尾缘气膜孔处。根据气膜孔处的蠕变应变分布，设计了叶片模拟件，通过开展模拟件全寿命蠕变试验，验证该方法的有效性。采用该方法对涡轮叶片在发动机典型任务谱下的各工况蠕变寿命进行了分析，并以蠕变损伤消耗线性叠加原理为基础，对涡轮叶片的蠕变寿命进行等效计算。结果表明，该方法可以考虑涡轮叶片危险部位应力集中情况，有效的解决局部应力松弛的数值模拟，且拟合参数少，计算效率高，预测寿命与试验结果误差在1.5倍分散带内，具备工程适用性。

关键词： Norton模型涡轮叶片蠕变寿命

局部进气裂解油气向心涡轮气动设计与轴向力分析

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航空动力学报 2024年第3期39卷 127-138页

作者：王永杰徐国强于喜奎董苯思北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 中国航空工业集团有限公司沈阳飞机设计研究所沈阳110035

从涡轮结构形式的角度探究了油气涡轮轴向力平衡问题。建立了半开式、开式与闭式3种局部进气裂解油气向心涡轮,通过数值仿真对比分析了设计工况下3种油气涡轮的气动性能与轴向力,并归纳总结了非设计工况下总轴向力随压比的变化规律。仿... 详细信息

从涡轮结构形式的角度探究了油气涡轮轴向力平衡问题。建立了半开式、开式与闭式3种局部进气裂解油气向心涡轮,通过数值仿真对比分析了设计工况下3种油气涡轮的气动性能与轴向力,并归纳总结了非设计工况下总轴向力随压比的变化规律。仿真结果表明:半开式、开式与闭式油气涡轮的总体气动性能相近但轴向力表现有明显的差别。当涡轮压比发生变化时,开式油气涡轮轴向力稳定性最好,半开式油气涡轮轴向力稳定性最差,闭式油气涡轮轴向力始终是3种油气涡轮中最小的。由结果分析可知,当涡轮压比低于3时,应避免选用半开式油气涡轮,而涡轮压比变化较大时,则宜采用开式油气涡轮,此外,在采用闭式油气涡轮时需要轴承预留足够的轴向载荷裕度。

关键词：局部进气油气涡轮向心涡轮轴向力涡轮发电

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