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俄罗斯航空混合电推进技术研究进展

国际航空 2024年第4期 52-55页

作者：高海红太行实验室

据预测,到2035年飞机市场体量将超过50亿美元,短程飞行需求增多,对载客量较小的窄体飞机的需求将超过大飞机,但飞行距离越短,飞机效率越低。为应对不断增长的航空运输业需求,降低飞行费效比,同时满足不断提高的绿色航空环保要求,全球航... 详细信息

据预测,到2035年飞机市场体量将超过50亿美元,短程飞行需求增多,对载客量较小的窄体飞机的需求将超过大飞机,但飞行距离越短,飞机效率越低。为应对不断增长的航空运输业需求,降低飞行费效比,同时满足不断提高的绿色航空环保要求,全球航空技术主要科研单位和制造商都在积极开展纯电和混合电推进技术研究。受限于目前电池技术水平,更多的研究集中在混合电推进系统上,主要是将热机和电机结合在一起,这种组合可以提高飞行器燃油效率,降低有害物排放,提高使用的经济性,同时因低噪声提升了飞行舒适性。

关键词：航空运输业技术水平燃油效率科研单位有害物排放飞行距离载客量电推进系统

基于声学信息的航空发动机压气机旋转失速空间特征实验研究

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推进技术 2024年

作者：李行健乔百杰文璧李镇东刘元是陈雪峰西安交通大学航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室中国航发四川燃气涡轮研究院太行实验室

航空发动机压气机旋转失速是一种严重的气动失稳现象，目前的研究以采用侵入式压力传感器测得信号进行时频分析为主，而对其空间特征的研究不足。本文开展某型发动机3.5级压气机逼喘试验，在进气口机匣周向均匀布置32个声阵列传感器，在... 详细信息

航空发动机压气机旋转失速是一种严重的气动失稳现象，目前的研究以采用侵入式压力传感器测得信号进行时频分析为主，而对其空间特征的研究不足。本文开展某型发动机3.5级压气机逼喘试验，在进气口机匣周向均匀布置32个声阵列传感器，在9800 r/min的转速下匀速关闭节流阀，对逼喘过程中的声信号进行测量。采用频谱分析、互功率谱和短时傅里叶变换方法，对旋转失速及其先兆特征进行辨识。结果表明：压气机在进入旋转失速前存在7.73EO和8.48EO（EO为转频）的非同步压力脉动，其周向传播速度大于转速；在旋转失速发生前65转时出现了模态波先兆，其空间特征表现为一个低压区域以0.67倍转速沿着周向稳定传播；旋转失速发生后，失速气团以0.45倍转速沿着周向传播，模态波的空间特征与失速气团的空间特征相同，均占据了一半的叶片通道。通过对旋转失速先兆的监测可以实现失速气团特征的预测。

关键词：压气机旋转失速非同步压力脉动模态波先兆声阵列相位分析

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2023年夏季我国气候异常特征及成因分析

气象 2024年第1期50卷 115-125页

作者：支蓉高辉孙冷国家气候中心中国气象局气候研究开放实验室北京100081

2023年夏季,我国气候特征整体表现为“温高雨少”,区域性、阶段性高温、旱涝等气象灾害明显。降水的空间分布差异显著,主要多雨区位于我国北方,松花江、海河流域出现严重汛情。生成和登陆台风频数均较常年同期偏少,但北上台风却对京津... 详细信息

2023年夏季,我国气候特征整体表现为“温高雨少”,区域性、阶段性高温、旱涝等气象灾害明显。降水的空间分布差异显著,主要多雨区位于我国北方,松花江、海河流域出现严重汛情。生成和登陆台风频数均较常年同期偏少,但北上台风却对京津冀等地造成极其严重的雨涝灾害。2023年夏季我国气温为1961年以来历史次高,北方地区暖异常明显,华北、西北等地区阶段性高温热浪尤为突出。华北、东北地区降水偏多是由不同环流系统造成的。其中,华北南部降水异常偏多主要由7月底至8月初一次极为罕见的天气尺度持续性极端降水过程所致,台风杜苏芮和卡努外围环流与异常偏西、偏北的西太平洋副热带高压相配合,再加上太行山东麓的地形效应是其主要原因。盛夏东北东部异常偏南风引导的水汽输送在整个对流层都异常偏强,造成东北北部和东部降水明显偏多,这一异常环流与初夏巴伦支海海冰密集度减小及盛夏西北太平洋海温异常偏暖均有一定关联。

关键词：夏季降水高温热浪巴伦支海海冰密集度台风杜苏芮台风卡努

考虑偏峰统计特征的压气机叶栅前缘半径加工误差不确定性量化研究

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航空学报 2024年

作者：但玥高丽敏余华蔚李瑞宇罗秋生郝玉扬太行实验室中国航发四川燃气涡轮研究院西安交通大学航天航空学院西北工业大学动力与能源学院

压气机叶片加工几何不确定性问题十分突出，作为不确定性量化系统的输入，准确表达其统计分布对系统输出尤为重要。针对某100个压气机转子叶片同一叶高截面前缘半径误差，进行统计分析发现其分布呈现左偏特征，且为尖峰态，非正态性显... 详细信息

压气机叶片加工几何不确定性问题十分突出，作为不确定性量化系统的输入，准确表达其统计分布对系统输出尤为重要。针对某100个压气机转子叶片同一叶高截面前缘半径误差，进行统计分析发现其分布呈现左偏特征，且为尖峰态，非正态性显著；然后，为补充正态分布的局限性，使用条件期望最大化的方法获得具有偏峰特征的误差分布，并与正态分布对比发现偏峰分布拟合程度更佳；最后，将服从两种分布的前缘半径误差分别作为不确定性量化输入，以叶栅总压损失系数和静压比作为响应，对比量化结果发现，不同分布对应的总压损失系数和静压比均值的差异不到1%，可考虑忽略，而分散度差异显著，且总压损失系数分散度变化量较静压比的更大，最大约20%；此外，若以正态分布作为输入，会显著高估前缘半径误差不确定性对叶栅气动性能分散度的影响与性能变化范围，而低估性能恶化的可能性。研究说明了“考虑加工误差偏峰特征”的必要性，以期对叶片精细化加工提供更准确的参考。

关键词：加工误差偏度峰度统计分布不确定性分析

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航空发动机压气机旋转不稳定现象的研究进展

航空学报 2024年

作者：汪松柏郝玉扬吴亚东陈勇余华蔚杜林北京航空航天大学航空发动机研究院中国航发四川燃气涡轮研究院上海交通大学机械与动力工程学院太行实验室

旋转不稳定现象是航空发动机压气机内一种复杂的流动不稳定现象，常常导致叶尖气动噪声增加或诱发叶片高幅值的流致振动问题。随着压气机气动负荷不断提高和整体叶盘叶片阻尼下降，国内外主要发动机公司在新型发动机研制过程中，都遭遇... 详细信息

旋转不稳定现象是航空发动机压气机内一种复杂的流动不稳定现象，常常导致叶尖气动噪声增加或诱发叶片高幅值的流致振动问题。随着压气机气动负荷不断提高和整体叶盘叶片阻尼下降，国内外主要发动机公司在新型发动机研制过程中，都遭遇过旋转不稳定现象诱发的叶片流致振动问题，且预测在未来高性能航空发动机研制过程中必将面临更严峻的挑战。首先回顾了过去80年来压气机流动失稳研究的发展历程，随后，梳理和总结了国内外近30年压气机旋转不稳定现象的研究进展，对压气机旋转不稳定现象、数值模拟方法、实验测试技术、产生机制、影响因素和控制方法的研究进展进行了回顾，旨在扩展压气机旋转不稳定方面的基础理论认知。最后，对压气机旋转不稳定现象给出了作者的思考及未来研究展望。

关键词：航空发动机压气机旋转不稳定现象非定常流动气动弹性流动控制

华北北纬38°带极端强降水氢氧稳定同位素特征与水汽来源的关系

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地理研究 2024年第5期43卷 1288-1303页

作者：张一杨丽虎王仕琴檀康达郑文波曹建生沈彦俊孙宏勇中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省节水农业重点实验室石家庄050022 中国科学院大学北京100049 中国科学院地理科学与资源研究所/陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101

华北北纬38°带是华北地区的重要农业区,降水是区域地下水的主要补给源。近年来,极端强降水频率增加改变了地下水补给方式,明确极端强降水氢氧稳定同位素特征及其水汽来源对于深入认识区域水循环特征具有重要意义。本研究基于2016年1月... 详细信息

华北北纬38°带是华北地区的重要农业区,降水是区域地下水的主要补给源。近年来,极端强降水频率增加改变了地下水补给方式,明确极端强降水氢氧稳定同位素特征及其水汽来源对于深入认识区域水循环特征具有重要意义。本研究基于2016年1月至2021年12月华北北纬38°带的1个山区站点(太行山站)和2个平原区站点(栾城站和南皮站)降水样品采集,采用相关分析和HYSPLIT模型,揭示了研究区极端强降水δ2H和δ18O的时空分布特征与水汽来源的关系。结果表明:降水氢氧稳定同位素呈现丰水年贫化的年际特征,雨季富集、旱季贫化的季节性变化特征,极端强降水同位素最为贫化(-105.7‰~-39.1‰,-14.6‰~-5.7‰)。大气降水同位素关系表明位于山前平原的栾城站斜率和截距最小,蒸发作用最强。HYSPLIT模型结果表明,太行山站极端强降水水汽主要来自于东南季风和西南季风水汽,而栾城站和南皮站极端强降水水汽主要来自于西风水汽和东南季风水汽,西南季风水汽比例增加(16.67%~58.33%)是导致山区极端强降水同位素比平原区贫化的主要原因。水汽来源的差异导致研究区2021年“7·21”极端强降水事件δ18O值高于2016年“7·19”极端强降水事件。上述认识可为华北北纬38°带大气环流和水文循环过程研究提供基础。

关键词：华北北纬38°带极端强降水氢氧稳定同位素 HYSPLIT模型水汽来源

山西黎城地区长城系沉积时代及源区分析:碎屑锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素证据

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岩石学报 2024年第1期40卷 295-312页

作者：胡漾祝禧艳张瑞英赵太平张成立前寒武纪研究中心大陆动力学国家重点实验室西北大学西安710069 中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源研究重点实验室北京100029 中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广州510640

长城系是华北克拉通统一结晶基底形成后的首套沉积盖层,其碎屑锆石U-Pb年代学及其Hf同位素特征分析对探讨地层形成时代、源区特征以及基底演化均具重要研究意义。本文对华北克拉通中部黎城地区长城系下部地层的碎屑锆石进行了U-Pb年龄... 详细信息

长城系是华北克拉通统一结晶基底形成后的首套沉积盖层,其碎屑锆石U-Pb年代学及其Hf同位素特征分析对探讨地层形成时代、源区特征以及基底演化均具重要研究意义。本文对华北克拉通中部黎城地区长城系下部地层的碎屑锆石进行了U-Pb年龄和Hf同位素分析。结果表明,该区长城系碎屑锆石U-Pb年龄呈现了2.55~2.45Ga、2.15~2.0Ga和~1.92Ga等三个主峰期,同时存在3.5~3.1Ga和2.9~2.7Ga的年龄次峰期。最年轻碎屑锆石的207 Pb/206 Pb加权平均年龄限定了该区长城系沉积发生于1.76Ga之后。碎屑锆石的年龄分布和Hf同位素特征与华北克拉通中、南部基底物质记录的地质事件高度相似,区内长城系地层与南部熊耳地区长城系地层可对比性强,证明太行山南段在1.76Ga后已与南部熊耳裂谷盆地相连,其沉积物质均主要来自华北克拉通中、南部地区。其中,3.5~3.4Ga的古老碎屑锆石εHf(t)=-8.6~-4.6,揭示中、南部地区存在古太古代地壳物质。新太古代早期2.9~2.7Ga的锆石εHf(t)以正值为主(占比85%),它们的t C DM=3190~2774Ma,与其结晶年龄相同或接近,证明华北克拉通南部在新太古代早期以新生地壳生长为主。新太古代晚期2.55~2.45Ga峰期的锆石也以正的εHf(t)值为主(占比69%),而2.15~2.0Ga峰期锆石的εHf(t)值大多偏负(占比56%),说明华北克拉通南部地区从新太古代末期的新生地壳增生为主伴有陆壳再造转变为古元古代中期以古老陆壳物质再造为主,并有少量新生陆壳增生;古元古代晚期~1.92Ga年龄峰期的碎屑锆石εHf(t)=-11.9~+2.0,揭示至古元古代末期华北克拉通中南部进入到以古老陆壳物质再造为主的演化阶段。

关键词：中元古代早期碎屑岩物源分析地壳演化太行山南段

基于时间序列分解的京津冀区域PM_(2.5)和O_(3)空间分布特征

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环境科学 2024年第5期45卷 2487-2496页

作者：姚青丁净杨旭蔡子颖韩素芹天津市环境气象中心中国气象局‐南开大学大气环境与健康研究联合实验室天津300074

京津冀区域大气污染分布呈现明显的空间差异,厘清不同时间尺度下PM_(2.5)和O_(3)浓度分布有助于制定科学有效的污染防控措施.采用STL方法分解PM_(2.5)和O_(3)浓度,获取长期分量、季节分量和短期分量,研究其变化趋势与空间分布特征.结果... 详细信息

京津冀区域大气污染分布呈现明显的空间差异,厘清不同时间尺度下PM_(2.5)和O_(3)浓度分布有助于制定科学有效的污染防控措施.采用STL方法分解PM_(2.5)和O_(3)浓度,获取长期分量、季节分量和短期分量,研究其变化趋势与空间分布特征.结果表明,2017~2021年京津冀区域PM_(2.5)浓度下降幅度高于O_(3),春、夏季PM_(2.5)和O_(3)浓度呈正相关,秋、冬季呈现负相关,短期分量和季节分量分别对PM_(2.5)和O_(3)浓度的贡献最大.PM_(2.5)的季节分量、短期分量以及O_(3)的长期分量和短期分量均存在2个主成分,对应河北省中南部和京津冀区域北部,在不同时间尺度上京津冀区域PM_(2.5)和O_(3)均存在次区域分布.与原始序列相比,长期分量能够更好地反映PM_(2.5)和O_(3)浓度的演变趋势;季节分量和短期分量的标准差可用于衡量各城市PM_(2.5)和O_(3)浓度波动情况,太行山前各城市PM_(2.5)浓度季节分量和短期分量标准差较高,唐山的O_(3)浓度短期分量的标准差最高.

关键词：时间序列分解 PM_(2.5) 臭氧(O_(3)) 京津冀区域空间分布

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关于氢能航空动力发展的认识与思考

航空发动机 2024年第1期50卷 1-9页

作者：向巧胡晓煜王曼弓升太行实验室成都610200 中国航空发动机集团有限公司北京100097 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

近年来,在全球碳减排目标的驱动下,各国对发展氢能航空的热情空前高涨,在氢能飞机和氢能动力领域加速布局研究计划。通过研究国内外氢能飞机及动力发展历程和研究进展,发现人类对氢的认知始于其燃烧特性,认为氢能航空发展兴于“双碳”目... 详细信息

近年来,在全球碳减排目标的驱动下,各国对发展氢能航空的热情空前高涨,在氢能飞机和氢能动力领域加速布局研究计划。通过研究国内外氢能飞机及动力发展历程和研究进展,发现人类对氢的认知始于其燃烧特性,认为氢能航空发展兴于“双碳”目标,指出燃氢涡轮发动机是航空业实现减碳目标的关键,分析了燃氢涡轮发动机和氢燃料飞机的性能优势,研判出氢能航空及动力发展难在全产业链重构和全链条颠覆创新,提出了创新氢能航空发展机制、加快发展燃氢涡轮发动机、健全氢能航空产业链条、实现全链条颠覆性创新和加强氢能航空基础建设等五方面的发展措施建议。

关键词：氢能航空氢能飞机氢能动力氢燃料发动机燃氢涡轮发动机