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低供油压下挤压油膜阻尼器空穴效应试验研究

航空动力学报 2024年第7期39卷 1-10页

作者：陈亚龙马会防黄延忠张广辉中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

挤压油膜阻尼器(squeeze film damper,SFD)正常工作时避免不了会出现油膜空穴,为了研究SFD长时间运行时转子基频振动变化以及SFD油膜空穴效应对SFD内外环金属表面空化侵蚀情况,基于全尺寸航空发动机高压转子试验台开展了低供油压力(0.02... 详细信息

挤压油膜阻尼器(squeeze film damper,SFD)正常工作时避免不了会出现油膜空穴,为了研究SFD长时间运行时转子基频振动变化以及SFD油膜空穴效应对SFD内外环金属表面空化侵蚀情况,基于全尺寸航空发动机高压转子试验台开展了低供油压力(0.02~0.05 MPa)下SFD空穴效应试验研究,考察SFD在临界转速处长时间运行时转子基频振动变化,以及长时间运行后油膜空穴对SFD内外表面形貌的影响,试验结果表明:长时间运行后SFD油膜空穴会对SFD内环表面产生侵蚀作用,形成水滴形、椭圆形以及形状不规则的凹坑群,证明了在临界转速附近考核SFD空穴效应是SFD低供油压力下安全运行必要的试验内容.

关键词：挤压油膜阻尼器低供油压力临界转速空穴侵蚀表面形貌

航空发动机风扇机匣声衬与进气道声衬联合设计方法

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科学技术与工程 2024年第13期24卷 5611-5619页

作者：陈垂文李旦望刘林纪良夏烨中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241

对于现代的大涵道比涡扇发动机,风扇噪声是主要的噪声源。风扇机匣声衬(风扇前)与进气道声衬能显著降低风扇前传噪声。该两段声衬距离接近,所处的声场互相影响,有必要研究风扇机匣声衬(风扇前)与进气道声衬的联合设计方法。首先结合国... 详细信息

对于现代的大涵道比涡扇发动机,风扇噪声是主要的噪声源。风扇机匣声衬(风扇前)与进气道声衬能显著降低风扇前传噪声。该两段声衬距离接近,所处的声场互相影响,有必要研究风扇机匣声衬(风扇前)与进气道声衬的联合设计方法。首先结合国内外进展,对声衬优化设计方法、声传播计算模型、声源模型、声阻抗模型、代价函数等声衬设计的关键环节进行讨论,并选择合适的方法形成一套完备的声衬设计体系与设计工具。同时,对航空发动机风扇机匣声衬(风扇前)与进气道声衬进行联合设计,得到单自由度与双自由度声衬两套方案,证明该工具的工程可行性与有效性。最后,对两种声衬方案进行了不同方面的评估,包括叶片通过频率(blade passing frequency,BPF)噪声降噪效果、宽频降噪效果等。评估表明,在该设计思路下,两方案在飞越、边线、进场前两阶BPF噪声都能得到很好的降噪效果,并且双自由度声衬能够在更宽的频率范围内显示出降噪优势。但是,如果代价函数能够进一步囊括声衬的宽频吸声效果,双自由度声衬能够具有更优的宽频降噪效果。

关键词：风扇机匣声衬进气道声衬联合设计涡扇发动机

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一种基于飞行仿真的空地一体化试飞技术框架

西北工业大学学报 2024年第4期42卷 689-696页

作者：米毅李爱军陈俊平徐昕泽西北工业大学自动化学院陕西西安710072 中国商用飞机有限责任公司民用飞机试飞中心上海201323

在现代民用运输类飞机的试飞工作中,权衡试飞效率与试飞安全之间的关系,尽可能地压缩试飞周期是试飞从业人员需要不断提升的能力。为了提升试飞监控人员的实时安全评估能力,进而提升试飞效率,提出了一种基于仿真的空地一体化试飞监控技... 详细信息

在现代民用运输类飞机的试飞工作中,权衡试飞效率与试飞安全之间的关系,尽可能地压缩试飞周期是试飞从业人员需要不断提升的能力。为了提升试飞监控人员的实时安全评估能力,进而提升试飞效率,提出了一种基于仿真的空地一体化试飞监控技术框架。该技术框架在常规的试飞监控系统基础上,增加了试飞安全评估模型、空地数据同步系统和试飞遥测数据实时处理功能等,总体框架适用于大多数试飞科目,但试飞安全评估模型需根据试飞科目的试飞要求进行仿真需求捕获、场景分析和模型验证等环节。以侧风着陆试飞科目为例,说明了空地一体化试飞技术的基本应用过程,可为空地一体化试飞技术的推广提供参考。

关键词：民用运输类飞机飞行试验试飞安全试飞效率仿真侧风着陆

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高压涡轮动叶叶尖非定常气热特性研究

工程热物理学报 2024年第3期45卷 836-844页

作者：尤煜龙丁亮谭智勇中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241 上海商用飞机发动机工程技术研究中心上海200241

本文针对高压涡轮动叶凹槽叶尖流动传热问题开展非定常数值模拟研究。结果表明,TBR模型Time Transformation方法适用于动叶叶尖非定常气热分析。压力侧泄漏流引起的卷吸涡在凹槽底部形成带状高换热系数区,机匣边界层流动使吸力侧肋顶靠... 详细信息

本文针对高压涡轮动叶凹槽叶尖流动传热问题开展非定常数值模拟研究。结果表明,TBR模型Time Transformation方法适用于动叶叶尖非定常气热分析。压力侧泄漏流引起的卷吸涡在凹槽底部形成带状高换热系数区,机匣边界层流动使吸力侧肋顶靠近前缘区域形成局部高换热系数。随着叶尖凹槽深度增加,凹槽内流场低速区域扩大,卷吸涡尺寸也随之增大。相应地,凹槽底部的换热过程减弱,沿压力侧肋分布的带状高换热系数区域范围减小,其位置逐渐远离压力侧肋,并且在特定时刻呈现间断离散的分布特点。不同时刻,2%凹槽深度的叶尖中凹槽底部的平均换热系数相比3%凹槽深度的叶尖升高7.1%~13.5%,相比3.5%凹槽深度的叶尖升高9.6%~21.9%。

关键词：涡轮动叶叶尖非定常流动传热

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面向民用飞机需求验证的自动化测试技术研究

图学学报 2024年第2期45卷 308-316页

作者：汪澔武仲芝唐剑中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心北京102211

在商用飞机全生命周期的研制过程中,需求与概念论证环节作为商用飞机研制的早期环节,将极大地影响整个商用飞机的全生命周期成本。其中功能定义作为需求与概念论证阶段的核心产物之一,以一种统一化、标准化的描述了目标产品一系列的预... 详细信息

在商用飞机全生命周期的研制过程中,需求与概念论证环节作为商用飞机研制的早期环节,将极大地影响整个商用飞机的全生命周期成本。其中功能定义作为需求与概念论证阶段的核心产物之一,以一种统一化、标准化的描述了目标产品一系列的预期行为表达。功能性需求作为功能定义的重点输出产物,决定了商用飞机的核心产品竞争力。基于功能仿真的需求验证作为一种常用的需求质量评价手段,通过建立飞机的测试模型,仿真模拟特定场景下飞机的运行行为,以结果为评判依据确认早期方案设计是否满足需求。然而,在实际面向需求的仿真测试过程中,碍于场景外部环境的多变性,往往会出现“组合爆炸式”的测试用例,极大地增加了测试的规模和成本。为解决上述问题,提出基于模型的测试(MBT)方法,通过基于系统建模语言(SysML)模型自动化生成测试用例,缩短验证过程的周期并保证需求验证的可追溯性。

关键词：需求验证测试用例基于模型的测试 SysML

锌铝镁镀层和纯锌镀层在典型大气环境中初期腐蚀行为研究

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表面技术 2024年第2期53卷 120-129,139页

作者：黎敏董妮妮商婷王保勇蒋光锐邵蓉刘武华刘永壮曹荣华首钢集团有限公司技术研究院北京100041 首钢京唐钢铁联合有限责任公司河北唐山063200

目的增加对不同大气环境中锌铝镁镀层钢腐蚀行为的了解,研究中国地区不同气候条件下1a内锌铝镁镀层钢腐蚀产物的组成和腐蚀速率。方法采用SEM、GDS、XRD研究了纯锌(GI)镀层材料和锌铝镁合金(ZM)镀层材料的结构,对比研究了GI镀层和ZM镀... 详细信息

目的增加对不同大气环境中锌铝镁镀层钢腐蚀行为的了解,研究中国地区不同气候条件下1a内锌铝镁镀层钢腐蚀产物的组成和腐蚀速率。方法采用SEM、GDS、XRD研究了纯锌(GI)镀层材料和锌铝镁合金(ZM)镀层材料的结构,对比研究了GI镀层和ZM镀层在吐鲁番、江津、青岛以及万宁4个大气试验站的腐蚀试验。结果万宁GI的腐蚀速率为ZM的4.56倍,江津GI的腐蚀速率为ZM的3.76倍,青岛GI的腐蚀速率为ZM的2.84倍,吐鲁番GI的腐蚀速率为ZM的2.42倍,对于GI镀层和ZM镀层,按腐蚀速率从大到小的顺序依次为万宁、青岛、江津、吐鲁番。江津和万宁GI镀层的自腐蚀电流密度较小,万宁ZM镀层的自腐蚀电流密度最小。锌的大气腐蚀速率主要受相对湿度、氯离子含量、SO_(2)含量等影响,主要通过影响腐蚀产物组成来影响锌的腐蚀速率。腐蚀产物的保护性受其化学组成、导电性、黏附性、致密性、溶解性、厚度、形态和亲水性等因素影响,不同的锈层结构对阴极氧还原的抑制作用不一样,高氯环境对GI的保护性腐蚀产物Zn_(5)(CO_(3))_(2)(OH)_(6)有较大的破坏性,在高碱性环境下,容易使腐蚀产物转变成疏松导电的ZnO。在高氯环境中,由于镀层中MgZn_(2)的阳极溶解,释放出可与OH反应的Mg^(2+)以形成氢氧化镁(Mg(OH)_(2))。在ZM表面用Mg(OH)_(2)代替氧化锌被认为可以降低阴极氧还原反应(ORR),具有缓冲阴极位置的pH值升高的作用,能使碱式碳酸锌变得稳定,显著提升耐腐蚀性。结论ZM镀层材料在高盐高湿环境下能形成稳定的腐蚀产物,降低阴极氧还原速率,在典型大气环境下具有广阔的应用前景。

关键词：镀锌板大气腐蚀腐蚀产物

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航空发动机鸟撞适航符合性数值模拟研究

振动与冲击 2024年第10期43卷 311-318页

作者：李俊杰柴象海金先龙杨培中上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 中航商用航空发动机有限责任公司上海200241

航空发动机鸟撞适航认证通常基于整机试验,整机鸟撞数值仿真,受发动机结构复杂性影响,存在计算效率、吸鸟关键参数不易确定等问题,而不被工程采纳。而为验证航空发动机吸鸟符合性,进行整机鸟撞数值分析是一种经济高效的方式。基于航空... 详细信息

航空发动机鸟撞适航认证通常基于整机试验,整机鸟撞数值仿真,受发动机结构复杂性影响,存在计算效率、吸鸟关键参数不易确定等问题,而不被工程采纳。而为验证航空发动机吸鸟符合性,进行整机鸟撞数值分析是一种经济高效的方式。基于航空发动机整机鸟撞数值仿真需求,开展航空发动机模型简化建模和关键吸鸟参数提取方法研究。首先,基于光滑流体动力学方法,考虑工作条件下发动机鸟撞损伤和传力路径上关键部件关系和相互作用,建立了基于航空发动机整机关键零部件等效建模的鸟撞有限元模型。其次,对航空发动机鸟撞适航符合性要求进行分解,确定了造成叶片结构损伤的关键吸鸟参数。最后,基于最严苛情况的整机鸟撞有限元模型,研究了大鸟、中鸟鸟群和大型群鸟导致的转动不平衡、不平衡载荷传递和叶片损伤。数值模拟结果表明大鸟的撞击对航空发动机结构安全的威胁最大,鸟群撞击导致的叶片损伤范围更广。基于整机的鸟撞数值模拟对于航空发动机的结构安全性设计和适航认证是非常具有价值的。

关键词：航空发动机适航符合性鸟撞中鸟鸟群风扇叶片

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基于概率性时序生产模拟的光储网协调规划

电力系统及其自动化学报 2024年第2期36卷 67-78页

作者：商经锐刘建飞李贵良唐立军赵静云南电网有限责任公司德宏供电局德宏678400

针对传统规划方法难以实现不确定性资源与负荷特性的时序匹配问题,提出基于概率性时序生产模拟的光储网协调规划方法。首先,考虑负荷与分布式光伏出力的不确定性建立概率性时序序列模型,利用生产模拟求取配电系统年运行概率状态;其次,... 详细信息

针对传统规划方法难以实现不确定性资源与负荷特性的时序匹配问题,提出基于概率性时序生产模拟的光储网协调规划方法。首先,考虑负荷与分布式光伏出力的不确定性建立概率性时序序列模型,利用生产模拟求取配电系统年运行概率状态;其次,综合考虑光储网的投资与运行损耗、停电损失、弃光损失及向上级电网的购电成本,建立基于随机优化的协调规划模型,通过投资决策与运行模拟迭代寻优获得最优规划方案;最后,以某个20节点的实际算例验证了所提方法的有效性。

关键词：概率性时序序列生产模拟协调规划源荷不确定性负荷尖峰特性

喷砂对MCrAlY-单晶高温合金界面组织影响研究

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表面技术 2024年第1期53卷 202-208页

作者：郭云珊王晶李琰琰鲍泽斌原慷刘建明中国航发商用航空发动机有限责任公司上海201108 中国科学院金属研究所沈阳110016 矿冶科技集团有限公司北京100044

目的研究在单晶表面喷砂预处理对MCrAlY-单晶高温合金界面的组织的影响。方法对单晶基材进行不同载荷条件下的喷砂处理(包括无喷砂、轻喷砂及重喷砂),然后采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺在单晶试样上制备MCrAlY涂层,观察高温氧化后涂层... 详细信息

目的研究在单晶表面喷砂预处理对MCrAlY-单晶高温合金界面的组织的影响。方法对单晶基材进行不同载荷条件下的喷砂处理(包括无喷砂、轻喷砂及重喷砂),然后采用超音速火焰喷涂(HVOF)工艺在单晶试样上制备MCrAlY涂层,观察高温氧化后涂层-单晶界面组织的演变。真空热处理后,首先对基材和涂层的微观组织结构进行扫描电镜观察表征,然后对涂层进行1 050℃的高温氧化试验,保温287 h后,继续采用背散射电子模式观察TCP相的析出行为,测量并绘制互扩散区和二次反应区析出厚度柱状图。结果高温氧化热暴露过程中,涂层和基体之间发生了明显的元素互扩散现象,喷砂处理对互扩散区大小,尤其是二次反应区的深度,有着显著影响。在该高温氧化试验条件下,轻喷砂和重喷砂对互扩散区厚度的影响不大(重喷砂17.5μm,轻喷砂20μm),但显著促进了SRZ的析出厚度(重喷砂52.5μm,轻喷砂40μm)。结论喷砂会导致单晶内产生塑性变形(形成GPDZ),且重喷砂会析出更深的二次反应区,对于包覆型MCrAlY涂层在单晶热端部件的表面应用,应当对单晶表面实施轻喷砂或无喷砂处理。

关键词：喷砂单晶高温合金组织演变超音速火焰喷涂