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单通道与三通道扩压器冷态流阻特性对比研究

航空动力学报 2024年第2期39卷 17-23页

作者：邹运徐宝龙万斌程明中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015

为了给高温升燃烧室扩压器选型提供技术支撑,以某高温升燃烧室全环试验件为平台,获得进口总压500 kPa以及进口温度500 K条件下的单通道三通道扩压器与三通道扩压器燃烧室的总压损失特性随燃烧室进口马赫数的变化规律,同时借助CFD技术开... 详细信息

为了给高温升燃烧室扩压器选型提供技术支撑,以某高温升燃烧室全环试验件为平台,获得进口总压500 kPa以及进口温度500 K条件下的单通道三通道扩压器与三通道扩压器燃烧室的总压损失特性随燃烧室进口马赫数的变化规律,同时借助CFD技术开展数值仿真,试验与数值仿真结果对比表明:相同状态下,单通道扩压器燃烧室方案扩压器、火焰筒以及燃烧室总压损失均低于三通道扩压器方案,设计点条件下扩压器、火焰筒以及燃烧室总压损失分别降低了0.13%、0.02%以及0.16%;所选的数值仿真方法可用于评估燃烧室冷态流阻特性变化趋势,但无法准确评估总压损失绝对值。

关键词：单通道三通道扩压器冷态流阻总压损失

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兼顾多模式的核心机驱动风扇级气动设计方法

航空学报 2024年第2期45卷 77-84页

作者：杨晓飞孙太璐孟德君尹海宝王咏梅中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015

为了满足多种工作模式性能需求,变循环发动机通常具有多条共同工作线,使得核心机驱动风扇级(CDFS)由常规压气机面向“线”的设计转变为面向“面”的设计。基于CDFS试验效率随进口可调导叶(VIGV)角度调节的变化规律,为兼顾不同工作模式性... 详细信息

为了满足多种工作模式性能需求,变循环发动机通常具有多条共同工作线,使得核心机驱动风扇级(CDFS)由常规压气机面向“线”的设计转变为面向“面”的设计。基于CDFS试验效率随进口可调导叶(VIGV)角度调节的变化规律,为兼顾不同工作模式性能,提出了CDFS降流量、压比设计方法。该方法降低了转子、静子的气动负荷,提升了反力度。数值仿真表明,CDFS降流量3.2%、压比5.0%设计使单外涵模式效率、喘振裕度依次降低0.5%和2.2%,双外涵模式效率、喘振裕度提升1.4%和4.7%,双外涵模式的性能收益高于单外涵模式的性能损失。级性能对比表明,降流量、压比设计的性能收益源自VIGV、静子总压恢复系数的提升。基于发动机在不同工作模式下的性能需求优先级,以及CDFS工作点可由前涵道引射器调整的优势,降流量、压比设计是可行的,具有很高的应用潜力。

关键词：变循环发动机核心机驱动风扇级降流量降压比气动设计

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舰载涡扇发动机高低温起动试验与分析

推进技术 2024年第1期45卷 236-242页

作者：邢洋杨怀丰刘亚君江井跃张伟中国航发沈阳发动机研究所辽宁沈阳110015

为验证某舰载涡扇发动机在高低温环境条件下起动特性,基于高低温起动验证试车台,通过模拟高低温进气和保温条件,开展了采用RP-3燃油和RP-5燃油的涡扇发动机高低温起动性能对比试验。分析了不同环境温度下发动机起动点火性能的变化规律;... 详细信息

为验证某舰载涡扇发动机在高低温环境条件下起动特性,基于高低温起动验证试车台,通过模拟高低温进气和保温条件,开展了采用RP-3燃油和RP-5燃油的涡扇发动机高低温起动性能对比试验。分析了不同环境温度下发动机起动点火性能的变化规律;对比了不同环境温度、燃油种类、转速上升率对发动机起动性能的影响。试验结果表明,大气温度由60℃下降到-20℃,主燃烧室供油到点着火时间延长约1~2 s;在-20~60℃内,采用RP-3和RP-5两种燃油,发动机起动性能基本一致;给定转速上升率降低0.1%/s,低温起动时间延长0.01~0.06(相对值),在高压换算转速n_(Hcor)=0.3~0.5(相对值)转速范围内,反馈转速上升率与给定上升率最大差异为28.2%;整个起动转速范围内,主燃油供油流量最高下降10.8%,燃油总管压力p_(f)与高压压气机出口压力p_(31)之差最高下降10.1%。

关键词：舰载涡扇发动机高低温起动起动性能转速上升率燃油

转速-功率耦合摩擦通断式负载对涡扇发动机性能影响研究

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推进技术 2024年第5期45卷 16-25页

作者：袁长龙郝燕平中国航发沈阳发动机研究所辽宁沈阳110015

针对传统航空发动机采用的高压轴功率提取方式容错能力低且功率输出能力不足,以及负载装置长时间运转等问题,提出了一种带离合装置的涡扇发动机低压轴功率提取方案,建立了系统耦合模型,搭建了整机试验系统并提出了试验方法。采用数值计... 详细信息

针对传统航空发动机采用的高压轴功率提取方式容错能力低且功率输出能力不足,以及负载装置长时间运转等问题,提出了一种带离合装置的涡扇发动机低压轴功率提取方案,建立了系统耦合模型,搭建了整机试验系统并提出了试验方法。采用数值计算和试验验证相结合的方法,研究了转速-功率耦合摩擦通断式负载对涡扇发动机性能的影响。研究结果表明:涡扇发动机低压轴具备大功率提取能力,且发动机低压轴带负载起动、高低压轴大转速差运转等技术路径可行,但存在排气超温和压缩部件稳定裕度下降问题;降低负载功率、延长作动时间、选取适合的压紧力值并考虑安全裕度1.5、在发动机低状态作动等措施,有利于发动机在离合装置作动过程的安全运转;建立的系统耦合模型具有良好的仿真精度,稳态和动态计算误差均小于6%;试验方法合理有效,试验验证过程中各参数良好,可为其他类似相关试验提供参考。

关键词：涡扇发动机低压轴功率提取离合装置仿真分析试验

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高温合金熔化焊的研究现状及发展趋势

工程科学学报 2024年第6期46卷 1065-1076页

作者：孙元秦鑫冬王诗洋侯星宇张洪宇谢君于金江中国科学院金属研究所沈阳110016 辽宁大学稀散元素化学研究所沈阳110036

综述了高温合金熔化焊的研究进展.对电弧焊、电子束焊和激光焊等常见高温合金熔化焊工艺技术的优势和应用范围进行了阐述;介绍了常见的焊接裂纹类型,并对凝固裂纹、晶界液化裂纹、应变时效裂纹和失塑裂纹的形成机理及影响因素进行了概... 详细信息

综述了高温合金熔化焊的研究进展.对电弧焊、电子束焊和激光焊等常见高温合金熔化焊工艺技术的优势和应用范围进行了阐述;介绍了常见的焊接裂纹类型,并对凝固裂纹、晶界液化裂纹、应变时效裂纹和失塑裂纹的形成机理及影响因素进行了概括总结;此外,从热输入、材料的成分和微观结构以及焊接残余应力等方面探讨了提高熔化焊焊接性的主要技术方法.由于母材合金成分和组织结构与焊接性能密切相关,在未来的发展中,应加强对新兴高温合金和传统不可焊高温合金等的成分设计,此外,也应关注焊接工艺技术的完善以及焊前和焊后处理方法的改进,协同提高高温合金的焊接性能,促进高温合金熔化焊的广泛应用.

关键词：高温合金熔化焊焊接工艺焊接裂纹焊接性

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双转子发动机整机高涡转子动应力测试方法

航空动力学报 2024年第9期39卷 1-8页

作者：钱正纬郭仁飞马立强张岩松孙国玉中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015

设计了一种基于“遥测+长跨距引线导管”的双转子涡扇发动机整机高压涡轮转子动应力测试机构,并结合轴间遥测冷却仿真设计及定制化的高温应变计,在国内完成了双转子涡扇发动机整机高压涡轮转子动应力测试,获取了整机状态下全转速范围内... 详细信息

设计了一种基于“遥测+长跨距引线导管”的双转子涡扇发动机整机高压涡轮转子动应力测试机构,并结合轴间遥测冷却仿真设计及定制化的高温应变计,在国内完成了双转子涡扇发动机整机高压涡轮转子动应力测试,获取了整机状态下全转速范围内高压涡轮转子叶片的动应力数据。测试结果表明:该设计的动应力测试机构及其冷却方法有效解决了双转子发动机整机高压涡轮转子测试信号引出困难、信号传输稳定性差等问题,定制化的高温应变计及其安装防护技术克服了整机高压涡轮叶片上极端高温、气流冲刷、空间狭小等恶劣安装条件。该测试方法可为相关测试任务提供重要借鉴。

关键词：动应力测试双转子涡扇发动机整机状态高压涡轮转子叶片遥测技术

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具有防撞安全约束的无人机集群智能协同控制

航空学报 2024年第5期45卷 398-408页

作者：蔡云鹏周大鹏丁江川航空工业沈阳飞机设计研究所沈阳110035

针对无人机(UAV)集群协同控制问题,本文提出了一种结合深度强化学习(DRL)与防撞策略的无人机集群智能协同控制方法。首先,对研究的无人机集群控制问题进行了整体描述并建立了无人机的运动模型。其次,在深度强化学习架构下建立了无人机... 详细信息

针对无人机(UAV)集群协同控制问题,本文提出了一种结合深度强化学习(DRL)与防撞策略的无人机集群智能协同控制方法。首先,对研究的无人机集群控制问题进行了整体描述并建立了无人机的运动模型。其次,在深度强化学习架构下建立了无人机集群控制策略的训练机制,通过分析无人机的观测空间与动作空间,设计了无人机集群控制策略的网络结构,并且以无人机集群的安全性与紧密一致性为主要目标设计了奖励函数。为了解决深度强化学习方法缺乏安全保障的问题,同时设计了无人机集群的防撞策略,可根据无人机之间以及无人机与威胁区之间的相对运动状态计算防撞指令,避免无人机发生碰撞。仿真结果表明,提出的结合防撞策略的无人机集群协同控制方法可有效避免无人机之间发生碰撞的风险,保障无人机集群的安全性,并且可使得无人机集群更加紧密。

关键词：无人机集群协同控制深度强化学习防撞策略安全约束

多孔碳陶瓷化改进反应熔渗法制备陶瓷基复合材料研究进展

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无机材料学报 2024年第6期39卷 623-633页

作者：赵日达汤素芳中国科学院金属研究所前沿材料研究部沈阳110016

连续纤维增强陶瓷基复合材料具有高强韧、耐氧化的特性,现已成为航空航天领域重要的高温结构候选材料。反应熔渗法可实现陶瓷基复合材料的大规模、短周期和低成本制备,是目前最具有商业化前景的技术之一。然而,传统反应熔渗法制得陶瓷... 详细信息

连续纤维增强陶瓷基复合材料具有高强韧、耐氧化的特性,现已成为航空航天领域重要的高温结构候选材料。反应熔渗法可实现陶瓷基复合材料的大规模、短周期和低成本制备,是目前最具有商业化前景的技术之一。然而,传统反应熔渗法制得陶瓷基复合材料存在着基体碳残留、纤维刻蚀等问题,导致材料力学与氧化-烧蚀性能不佳。为突破传统碳基体陶瓷化程度低的局限性,相关研究人员采用碳基体孔结构构筑方法,通过多孔碳基体取代传统熔渗预制体中致密碳基体,以促进碳基体的陶瓷化转变及反应熔体的消耗,进而实现陶瓷基复合材料的性能优化。本综述介绍了采用多孔碳陶瓷化策略制备SiC陶瓷、SiC/SiC复合材料、C/SiC复合材料及超高温陶瓷基复合材料的相关研究进展,并且通过与传统反应熔渗法对比,验证了多孔碳陶瓷化策略的优势,同时总结了相关多孔碳基体制备方法的发展演变过程,最后针对先进陶瓷基复合材料的基础理论与工艺技术需求,对多孔碳陶瓷化改进反应熔渗法的未来发展方向进行了展望。

关键词：陶瓷基复合材料反应熔渗法多孔碳陶瓷化综述

复合式高速无人直升机飞行力学建模及操纵策略研究

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系统工程与电子技术 2024年第7期46卷 2481-2489页

作者：杨洋黄维宁杨永文徐亮李华松沈阳飞机设计研究所扬州协同创新研究院江苏扬州225000 沈阳飞机设计研究所辽宁沈阳110000

双螺旋桨复合式高速无人直升机同时具备了直升机和固定翼飞机的优势,是目前高速飞行器的研究热门之一。针对双螺旋桨复合式高速无人直升机进行了飞行力学相关分析和操纵策略研究。首先,以干扰因子的方式构建旋翼对机翼的气动干扰模型,... 详细信息

双螺旋桨复合式高速无人直升机同时具备了直升机和固定翼飞机的优势,是目前高速飞行器的研究热门之一。针对双螺旋桨复合式高速无人直升机进行了飞行力学相关分析和操纵策略研究。首先,以干扰因子的方式构建旋翼对机翼的气动干扰模型,机身模型采用风洞实验数据,然后,建立该直升机的非线性飞行动力学模型。针对操纵冗余问题,提出一种操纵策略,以权重系数来分配操纵通道,通过添加平均螺距杆纵向通道,由螺旋桨平均螺距控制前飞速度。在此基础上进行配平,实现了各个杆操纵量在3个模式间的光滑过渡,从而验证了操纵策略的合理性。

关键词：双螺旋桨复合式高速无人直升机操纵冗余飞行动力学模型操纵策略