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期刊信息/Journal information
航空动力学报
航空动力学报

陈懋章

月刊

1000-8055

JAP@buaa.edu.cn

010-82317410

100191

北京市海淀区学院37号

航空动力学报/Journal Journal of Aerospace PowerCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本报是中国航空学会主办，经国家科委批准的高级刊物，向国内外公开发行。主要刊登航空航天发动机的原理与设计、气动热力学，叶轮机械，燃烧学，传热传质学，结构力学，自动控制、机械传动、实验技术以及热动力工程等方面的最新科技成果。编委会由主编、副主编及编委共50余人组成，均为该领域的著名专家学者。
正式出版
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    结冰风洞小流量发动机进气部件防冰试验技术

    冉林熊建军赵照易贤...
    1-7页
    查看更多>>摘要：为满足国产航空发动机小流量进气防冰试验的需求，基于结冰风洞的发动机进气模拟系统，分析了典型小流量发动机进气部件的进气特征，开展了小流量发动机进气模拟方法研究。提出采用水环真空泵解决了大流阻进气导致吸气管道压力大幅度降低问题，在此基础上，优化了发动机进气模拟系统，建立了在结冰风洞开展小流量发动机进气部件防冰试验的流程，并应用于某型号小流量发动机进气部件防冰试验。结果表明:发动机进气模拟系统满足小流量发动机进气部件防冰试验要求，进气流量控制精度达到±0。05 kg/s(±0。33％FS)，试验过程中的流量变化可用于辨别防冰效果。相关研究为发动机进气模拟系统设计、优化和小流量发动机进气部件的防冰特性考核提供了参考依据。

    结冰风洞发动机进气模拟系统小流量发动机进气部件防冰试验进气流量

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    工质/涡轮电驱动分布式推进系统设计参数研究

    王笑晨贾琳渊陈玉春王玉茹...
    8-19页
    查看更多>>摘要：针对回热式工质驱动分布式推进系统在布局、安装等方面存在的不足，将涡轮电驱动方式与其结合，提出了一种部分涡轮电分布式推进系统。基于部件法建立了设计点计算模型，开展了推进系统的能量流动机理分析，提出了能量传输中关键参数的设计方法。以此为基础，分析了设计参数对推进系统的影响，并对比了分析不同分布式推进系统的性能及设计参数。结果表明:部分涡轮电分布式推进系统耗油率对涡轮前温度的敏感性高于总增压比;相对于工质驱动分布式推进系统，部分涡轮电分布式推进系统存在1。7％的耗油率优势，且当功率占比选取合理时，能够改善原工质驱动分布式推进系统的不足。围绕推进系统耗油率，论证了基于工质驱动的部分涡轮电分布式推进系统在性能上的适用性。

    分布式推进工质驱动部分涡轮电设计点性能参数设计方法

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    多自由度扑翼驱动机构设计与动力学性能分析

    张弘志宋笔锋孙中超汪亮...
    20-30页
    查看更多>>摘要：为实现微型扑翼飞行器的扑动翼沿复杂轨迹运动，设计了一种扑动—扫掠多自由度扑翼驱动机构。针对该机构在高频运动过程中各传动构件的惯性力与弹性变形对原动机驱动力造成影响的问题，建立了该机构的刚柔耦合动力学模型，同时提出可对原动机实际所需驱动力与其理想值之间差异进行量化处理的动力学性能因子，结合正交试验研究了机构中各薄板构件的厚度对机构动力学性能的影响规律。结果表明:受面外载荷的薄板构件对驱动机构动力学性能的影响较大，且所在传动链的传力路径越长、位置越靠近原动机，其影响越显著;驱动机构的扑动运动性能强于扫掠运动性能;此外驱动机构的动力学性能并非与薄板构件厚度呈正相关的关系。

    微型扑翼飞行器多自由度驱动机构刚柔耦合正交试验动力学性能因子

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    轴流状态对转螺旋桨气动性能高效预测方法

    原昕招启军赵国庆
    31-41页
    查看更多>>摘要：提出了一套适用于共轴对转螺旋桨轴流状态的高效气动性能预测方法。为消除大入流角状态下小角度假设引入的误差，应用了精确的气动力分解模型与Prandtl桨尖损失函数;根据对转系统的桨尖涡演化规律，发展了轴流状态的尾迹叠加模型，构建了考虑前后桨之间轴向相互气动干扰和前桨对后桨的周向诱导的干扰模式;进而建立起了基于入流角求解的共轴对转螺旋桨的气动性能预测方法。使用该方法计算了对转螺旋桨在不同前飞速度下气动性能随前进比的变化，结果表明非失速段的拉力和功率消耗的预测结果与试验值一致性良好，整体推进效率与试验值吻合。通过对孤立高速螺旋桨、共轴双旋翼以及对转螺旋桨气动性能的评估，表明与采用小角度假设、忽略双桨间的部分干扰并基于入流比求解的常规气动模型相比，该方法对共轴对转螺旋桨的拉力、功率消耗和推进效率的预测更可靠。

    对转螺旋桨气动性能动量—叶素理论(BEMT)尾迹叠加气动干扰

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    涡轴-涡扇变循环发动机方案设计的多设计点融合算法

    任成贾琳渊张平平陈玉春...
    42-51页
    查看更多>>摘要：针对有涡轴和涡扇两种工作模态的涡轴-涡扇变循环发动机，提出了其方案设计的多设计点融合算法。以涡喷发动机为例，对发动机多设计点设计的融合算法模型的建立方法进行了介绍;建立了涡轴-涡扇变循环发动机的多设计点融合算法模型;确定涡轴-涡扇变循环发动机的典型工况点包括高空巡航涡扇模态工况点、地面涡轴模态工况点及转模态工况点，完成发动机方案设计;最后以各典型工况点处飞行器对发动机的性能需求为多设计点融合算法的输入条件，与常规方法得到的参数进行对比验证，结果差异在1％以内。所提出的多设计点融合算法可为变循环发动机总体方案设计提供借鉴。

    涡轴-涡扇变循环发动机多设计点融合算法垂直起降高速巡航飞行器发动机方案设计

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    典型及衍生激波针构型的减阻降热流动特性

    何坤袁化成
    52-64页
    查看更多>>摘要：为探索激波针对超声速钝头飞行器进行减阻降热时的更优衍生构型，采用数值模拟方法对3种典型单扰流物构型、6种双扰流物构型、两类多扰流物构型和钝锥型激波针的流动特性进行了研究，认为加装激波针后的几何本质相当于"镂空式"的锥型钝头体。模拟结果显示:激波针头部扰流物相对直径较大时，减阻率随激波针相对长度的变化曲线没有明显的峰值点，而是存在一个变动幅度很小的峰值段，且相对直径在0。3～0。4左右时减阻效果最佳;典型激波针的最大减阻率约为50％，采用双扰流物构型时略有提升;中部增加多个扰流物时减阻率随扰流物数量增多而增大，最大减阻率超过60％，但气动加热问题较严重。相比而言，钝锥型激波针减阻降温的综合性能最好，最大减阻率可达60％左右，降温率约为7％。

    激波针衍生构型超声速减阻降热流动特性

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    基于CST的三维机翼气动结构解析参数化建模与优化方法

    杨予成粟华龚春林谷良贤...
    65-74页
    查看更多>>摘要：针对概念设计阶段机翼设计需要大范围探索设计空间并进行气动结构一体化设计的需求，提出一种基于类别/形状变换函数(class-shape function transformation，CST)的三维机翼气动结构解析参数化建模与优化方法。在二维CST基础上，推导三维CST参数化几何模型的解析函数形式，通过网格自适应离散与结构特征提取技术建立了三维机翼的气动和结构解析参数化模型，能够同时支持包括机翼几何构型、结构布局、结构尺寸、材料属性等参数的气动结构一体化快速建模与优化求解，具备几何模型大范围参数化以及气动、结构模型的建模过程自动化能力。采用该方法对某大展弦比机翼开展气动结构一体化优化设计，对比固定结构布局优化方案，优化结果梁由2个减至1个，翼肋由20个减至15个，质量相比减少26。1％。

    几何建模解析参数化建模类别/形状变换函数机翼设计气动弹性优化

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    考虑气动-结构的高空螺旋桨多学科优化方法

    口启慧王海峰江泓鑫聂波...
    75-83页
    查看更多>>摘要：为实现高空螺旋桨高效率和轻质量之间的权衡设计，提出一种考虑螺旋桨气动-结构性能的多学科多目标优化设计方法，理论上可得到约束条件下推力最大和质量最小的Pareto解集。但工程应用中，变量太多，可接受时间内仅能获得Pareto解集拟合趋势。为避免优化周期太长，提出以下阶段性优化方法。阶段1:根据上述Pareto解集拟合趋势和平台约束，确定最优桨径;阶段2:进行基于最优桨径的气动优化获得气动外形，结构优化获得结构方案。使用该方法对高空太阳能无人机螺旋桨优化，两个阶段耗时分别为96h和4h。对获得螺旋桨制造，仿真和试验，对比结果表明:推力最大误差为10。9％，质量误差为6。9％，刚度误差为15。2％，固有频率误差为15。4％，试验结果也表明该方法的合理有效性。

    高空螺旋桨多学科优化Pareto解集气动优化结构优化复合材料螺旋桨试验验证

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    考虑相变诱导塑性下40Cr激光淬火工艺参数显著性分析

    李昌邓双九高鹤芯韩兴...
    84-98页
    查看更多>>摘要：定量化揭示激光淬火过程多场耦合瞬时演变规律，进而实现40Cr激光淬火工艺参数显著性分析。基于相图计算法(CALPHAD)计算温变物性参数，建立40Cr齿轮钢激光淬火数值模型，对瞬态温度、相变以及应力分布进行数值计算，揭示相变行为与塑性应力之间的耦合作用机理。通过AxioVert。A1显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、超景深3D显微镜和显微硬度仪进行分析。基于正交试验，分析了激光半径、激光功率、扫描速度对淬火质量的显著性影响。结果表明:影响最高温度和相变深度的显著工艺参数依次为光斑直径、扫描速度、激光功率;残余应力成"驼峰"分布，影响残余拉应力的显著工艺参数依次为光斑直径、激光功率、扫描速度。该研究为有效控制淬火残余应力，优化工艺参数提供重要理论依据。

    40Cr齿轮钢激光淬火多场耦合相变诱导塑性正交试验

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    刷式密封刷丝摩擦磨损特性实验研究

    赵欢冯毓钟孙丹张国臣...
    99-110页
    查看更多>>摘要：建立了基于柱面圆周摩擦的直接测力法与间接转矩法两种刷式密封摩擦因数实验识别模型，设计搭建了刷式密封摩擦磨损特性实验装置，设计加工了 8种不同结构参数的刷式密封实验件，实验对比分析了两种摩擦因数识别模型的实验结果，研究了结构参数对刷丝与转子表面正压力影响、工况参数对刷丝摩擦因数影响、干涉量对刷丝磨损影响。结果表明:直接测力法与间接转矩法测得的刷丝摩擦因数彼此相差较小，直接测力法稳定性优于间接转矩法。刷式密封刷丝与转子表面静态和动态正压力均随后挡板保护高度的增加而增大，随刷丝径向长度的增加而减小，随刷丝束厚度的增加而增大;相同干涉量下，静态正压力大于动态正压力;刷式密封刷丝与转子表面正压力在干涉加载阶段大于干涉卸载阶段，在转速升高阶段大于转速降低阶段，刷丝表现出滞后效应。刷式密封刷丝摩擦因数随刷丝与转子间干涉量的增加而降低，随转子转速的增加而降低;随摩擦时长增加，摩擦因数在磨损初期先迅速降低，之后基本保持稳定。刷式密封刷丝磨损量随刷丝与转子间干涉量的增加而增大，刷丝与转子间干涉量由0。3 mm增加至0。4mm时，刷丝磨损量增大了 296。66％。

    刷式密封正压力摩擦因数磨损量磨损形貌

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