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三翼面验证机纯电方案设计

航空学报 2024年第6期45卷 104-114页

作者：孔垂欢吴大卫谭兆光潘立军马茹冰司江涛中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院上海201210

随着碳排放政策日趋严格,航空绿色出行成为民机设计新目标之一,传统布局的民航客机气动效率、结构效率提升空间有限,很难实现大幅减阻,采用新布局结合新能源的设计方案,成为当下研究的热点。本文总结了翼身融合(BWB)、桁架支撑翼(TBW)... 详细信息

随着碳排放政策日趋严格,航空绿色出行成为民机设计新目标之一,传统布局的民航客机气动效率、结构效率提升空间有限,很难实现大幅减阻,采用新布局结合新能源的设计方案,成为当下研究的热点。本文总结了翼身融合(BWB)、桁架支撑翼(TBW)、三翼面(TSA)的新布局以及纯电为代表的新能源技术研究进展,基于“乘风2.0”200 kg级无人飞行验证机的布局特征,采用计算流体力学(CFD)和工程估算开展了三翼面布局气动特性分析和布局收益评估,分析了前翼与尾翼单独偏转和组合偏转力矩特性,前翼在大迎角具有较好的推杆改出和操纵能力;验证机完整的三翼面布局,相对于其取消前翼的布局,在4°迎角可获得约7%配平升力收益,考虑前翼方案带来的零阻、下洗、增重不利影响,仍可获得19.7count减阻收益,巡航升阻比提升3%;前翼+尾翼部件导致全机增重约0.3%;给出了分布式动力推进架构,该架构可减小90%不对称推力力矩;基于无人飞行验证机开展纯电动力架构和性能的飞行试验,得到了验证机45 m/s巡航所需功率约20 kW,巡航能耗为0.126 kW·h/km,35 m/s巡航所需功率8 kW,巡航能耗为0.065 kW·h/km;最大功率出现在起飞阶段为45 kW,是巡航功率的2倍,起飞能耗在飞行剖面占比约2%。

关键词：无人验证机新布局三翼面纯电飞机分布式电推进

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大型客机航电系统综合集成关键技术综述

航空学报 2024年第5期45卷 245-287页

作者：周贵荣徐见源马少博宗军耀沈金清朱海杰中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院上海201210

面对未来航空运输系统的需求,为了进一步提升大型客机安全性和空域运行效能,在系统综合控制、相关方信息共享、空地协同决策与管理、所需通导监视性能、基于航迹运行等方面对大型客机航电系统提出了新的需求,结合现代综合化航电系统的... 详细信息

面对未来航空运输系统的需求,为了进一步提升大型客机安全性和空域运行效能,在系统综合控制、相关方信息共享、空地协同决策与管理、所需通导监视性能、基于航迹运行等方面对大型客机航电系统提出了新的需求,结合现代综合化航电系统的技术发展特点,总结了先进的航电系统架构、主要的功能特征、安全性设计流程等方面的内容。根据国产大型客机综合化航电系统研制和集成工作的工程实践,结合国内相关院所的研究成果,分析了航电系统综合集成、驾驶舱显示与控制、综合模块化航电、飞行管理、无线电导航、综合监视、机载数据链、大气惯导与机载信息等领域的技术现状、发展趋势和关键技术。并对下一代大型客机航电系统的应用需求、技术特征、研究方向等方面进行了展望。

关键词：大型客机运行环境系统集成航电系统综合模块化航电

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砂纸冰对民机平尾气动特性的影响

航空学报 2024年第2期45卷 151-166页

作者：李海星周峰颜巍白峰赵克良中国商用飞机有限责任公司、上海飞机设计研究院上海201210

平尾结冰严重影响飞机的纵向操纵性及稳定性。为研究结砂纸冰对平尾气动特性的影响,采用基于某民机平尾设计的大、小模型,在低速增压风洞中开展了带砂纸冰的测力试验,分析了砂纸冰粗糙度、雷诺数、角冰粗糙度对带冰平尾气动特性的影响规... 详细信息

平尾结冰严重影响飞机的纵向操纵性及稳定性。为研究结砂纸冰对平尾气动特性的影响,采用基于某民机平尾设计的大、小模型,在低速增压风洞中开展了带砂纸冰的测力试验,分析了砂纸冰粗糙度、雷诺数、角冰粗糙度对带冰平尾气动特性的影响规律,同时总结了砂纸冰的缩比方法。结果表明:砂纸冰粗糙度增加会导致平尾气动特性逐步恶化,在飞行雷诺数条件下,当冰型粗糙度相对高度为0.2×10^(-3)~0.6×10^(-3)时,相比于无冰条件,最大升力系数降低0.3~0.4;雷诺数对带砂纸冰平尾气动特性的影响超过对带角冰平尾的影响,但远小于对干净平尾的影响,当带砂纸冰平尾雷诺数由3.29×10^(6)提高至13.1×10^(6)后,其最大升力系数提高0.02~0.04;角冰表面粗糙度的变化对平尾气动特性的影响较小,由粗糙度带来的升力损失远小于角冰本身所带来的影响;当砂纸冰高度远超过当地边界层厚度时,风洞试验可根据模型比例对砂纸冰粗糙度进行几何缩比,而当砂纸颗粒较小时,采用几何缩比方式获得的砂纸冰对平尾气动力影响相对较小。提出了基于边界层厚度的砂纸冰粗糙度缩比方法,该方法的适用性还需要进一步验证。

关键词：砂纸冰平尾风洞试验气动特性粗糙度雷诺数边界层

大涵道比涡扇发动机整机空中辅助起动热力模型修正方法

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航空动力学报 2024年

作者：俞松林王玉东李华雷吴明峰中国航发商用航空发动机有限责任公司

现有的基于部件特性匹配的涡扇发动机起动模型存在计算精度和收敛性两方面的问题。本文首次提出了一种基于骨架特性、转子机械损失和吸放热参数等修正的空中辅助起动（SAAS）模型的修正方法，包括修正目标、修正变量、求解器和修正流程... 详细信息

现有的基于部件特性匹配的涡扇发动机起动模型存在计算精度和收敛性两方面的问题。本文首次提出了一种基于骨架特性、转子机械损失和吸放热参数等修正的空中辅助起动（SAAS）模型的修正方法，包括修正目标、修正变量、求解器和修正流程等。给出了空中辅助起动修正的案例，修正结果表明：修正后起动时间的仿真结果误差在2s以内，发动机排气温度（EGT）最大值的误差为5K；高压转子加速率、高压压气机出口静压、发动机排气温度（EGT）等关键参数分布与试验结果吻合良好；风车状态下高压转子相对换算转速误差为1%，高压压气机出口总压误差约3.5%。最后运用修正后的模型在起动包线内进行算例验证，结果显示修正后的空中辅助起动模型在全包线内的仿真精度显著改善。

关键词：涡扇发动机空中辅助起动骨架特性转子机械损失吸放热

激光直接沉积T800钴基合金耐磨块显微组织及硬度研究

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激光与光电子学进展 2024年

作者：焦宗戈付鑫付俊常建卫廖忠祥滕跃飞中国航发商用航空发动机有限责任公司

T800钴基合金具有优异高温耐磨性能，广泛应用航空发动机热端部件表面耐磨强化。本文基于激光直接沉积技术优势，成功在K417G基体上制备无缺陷T800钴基合金耐磨块。为考察激光直接沉积T800钴基合金耐磨块的组织性能，对耐磨块进行显微... 详细信息

T800钴基合金具有优异高温耐磨性能，广泛应用航空发动机热端部件表面耐磨强化。本文基于激光直接沉积技术优势，成功在K417G基体上制备无缺陷T800钴基合金耐磨块。为考察激光直接沉积T800钴基合金耐磨块的组织性能，对耐磨块进行显微组织分析和显微硬度分析，并与某零件传统堆焊耐磨块进行了对比。结果表明：激光直接沉积耐磨块自耐磨块顶部到基材，显微硬度逐渐降低并光滑过渡到基材区，呈非线性连续下降趋势，无堆焊中热影响区硬度高于耐磨块硬度的现象；激光直接沉积耐磨块显微硬度高达704HV，远高于堆焊耐磨块的410HV；激光直接沉积耐磨块对基材热影响较小，热影响区深度约为180μm，远小于堆焊热影响区。

关键词：激光直接沉积 T800 钴基合金耐磨

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基于粒子群算法的压气机可调静叶角度优化

航空动力学报 2024年

作者：金宗亮任兴明中国航发商用航空发动机有限责任公司

为加速多级轴流压气机可调静叶角度优化试验，降低试验成本，提出一种利用数值计算指导试验的方法。将压气机级负荷与设计目标的匹配作为优化方向，基于粒子群算法建立了优化模型，利用少量试验数据作为输入，实现了多级静叶角度同步寻... 详细信息

为加速多级轴流压气机可调静叶角度优化试验，降低试验成本，提出一种利用数值计算指导试验的方法。将压气机级负荷与设计目标的匹配作为优化方向，基于粒子群算法建立了优化模型，利用少量试验数据作为输入，实现了多级静叶角度同步寻优。利用CFD数据代替试验数据进行了模型验证，优化角度下压气机可调级的负荷匹配明显优于初始角度。两台压气机的性能试验结果表明，优化角度下压气机可调级的单级换算流量和单级压比与设计目标的平均偏差均在±0.5%以内，匹配精度高。此外，对于共同工作线附近的状态点，压气机的绝热效率得到了提升。相比于传统的试验方法，利用粒子群优化数值计算指导5级可调静叶的角度优化试验，需要测试的角度组合数量减少约50%。

关键词：可调静叶优化试验级负荷匹配粒子群优化数值计算效率提升

大涵道涡扇发动机高温高压燃烧室试验器法兰保温方法研究

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推进技术 2024年第10期45卷 236-246页

作者：孟刚何鑫王银袁逸人中国航发商用发动机有限责任公司上海200241

高温高压燃烧室试验器是我国大飞机大涵道涡扇发动机研制的重要试验平台。目前,国内同类试验器的进气参数仅停留在3 MPa和700℃以内的水平。针对高温高压燃烧室试验器进气法兰的保温方法,参考国外更高水平的燃烧室试验器设计了外部保温... 详细信息

高温高压燃烧室试验器是我国大飞机大涵道涡扇发动机研制的重要试验平台。目前,国内同类试验器的进气参数仅停留在3 MPa和700℃以内的水平。针对高温高压燃烧室试验器进气法兰的保温方法,参考国外更高水平的燃烧室试验器设计了外部保温、外部加热、内部保温及内外同时保温4种方案,并采用有限元分析和美国ASME相关标准计算了不同升/降温速率下每种保温方案对应的温度场、应力场、疲劳和蠕变损伤。仿真结果表明,内部屏蔽隔热保温方式既能满足进气保温和升温速率要求,又能降低疲劳损伤和蠕变损伤,满足高温高压燃烧室试验器使用的长寿命要求。

关键词：大涵道涡扇发动机高温高压燃烧室试验器法兰保温疲劳蠕变

椒江凹陷下古新统月桂峰组半深湖--深湖相烃源岩综合识别与分布预测

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海洋地质与第四纪地质 2024年第2期44卷 199-209页

作者：郭刚廖计华徐建永吴斌李林致王欣李峰李婧婧中海油研究总院有限责任公司北京100028

椒江凹陷是东海盆地已证实生烃但未获商业发现的低勘探程度区,落实其主力烃源岩层月桂峰组半深湖—深湖相烃源岩发育情况及规模是下步油气勘探亟待解决的首要问题。基于新采集的三维地震、钻井、古生物及有机地球化学数据,综合断陷作用... 详细信息

椒江凹陷是东海盆地已证实生烃但未获商业发现的低勘探程度区,落实其主力烃源岩层月桂峰组半深湖—深湖相烃源岩发育情况及规模是下步油气勘探亟待解决的首要问题。基于新采集的三维地震、钻井、古生物及有机地球化学数据,综合断陷作用、古地貌背景、物源区母岩岩性、有机质丰度和类型等四方面开展椒江东洼月桂峰组湖相优质烃源岩精细识别,并通过地震相类比分析,定量预测其平面分布及规模。结果表明:强烈断陷作用、适度遮挡的古地貌背景、洼陷周缘火成岩母岩区共同控制了椒江东洼月桂峰组半深湖—深湖相烃源岩的发育;其整体为好—优质烃源岩,以Ⅱ1-Ⅱ2型干酪根为主,有机质来源以低等水生生物为主且有陆生高等植物的贡献。受凹陷结构控制,椒江东洼月桂峰组半深湖—深湖相烃源岩主要发育在洼陷中心及陡坡带一侧。典型地震相表现为低频连续强振幅平行反射,基于多属性神经网络深度学习技术,预测椒江东洼月桂峰组半深湖—深湖相烃源岩最大面积为294 km^(2)、总体积为109 km^(3)。综合认为,椒江东洼具有良好的油气资源潜力与勘探前景。

关键词：湖相烃源岩发育条件分布预测月桂峰组椒江凹陷东海盆地

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多级轴流压气机叶尖间隙工程设计与验证

热能动力工程 2024年第1期39卷 89-97页

作者：朱伟曹传军顾志祥覃会中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241

建立了民用航空发动机压气机叶尖间隙工程设计方法。首先,根据设计点要求进行初始冷态间隙计算,而后基于强度分析得到的变形量、制造公差、配合关系、稳态不平衡响应以及发动机工作状态等因素评估其余考核工况点间隙,经过迭代调整后得... 详细信息

建立了民用航空发动机压气机叶尖间隙工程设计方法。首先,根据设计点要求进行初始冷态间隙计算,而后基于强度分析得到的变形量、制造公差、配合关系、稳态不平衡响应以及发动机工作状态等因素评估其余考核工况点间隙,经过迭代调整后得到满足安全要求的间隙值,最后根据试验数据修正得到最终冷态间隙值。以某高负荷压气机第7级转子为例开展了叶尖间隙设计,并与试验验证结果进行对比,证明了所提方法的可行性和合理性,采用该方法获得了安全可靠的叶尖间隙设计结果。

关键词：民用航空发动机轴流压气机叶尖间隙工程设计验证