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期刊信息/Journal information
航空发动机
航空发动机

李孝堂

双月刊

1672-3147

hkfdj606@163.com

024-24281757 24281751

110015

辽宁省沈阳市沈河区万莲路1号沈阳市428信箱18号

航空发动机/Journal Aeroengine北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊作为我国航空发动机专业创刊最早、报道内容全面翔实、技术含量和学术价值颇高的自然科学期刊在行业内外具有很高的影响和知名度，被专业权威机构指定为“航空发动机专业国内核心期刊”。
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    自点火氢燃料超燃火焰形成与传播过程数值模拟及分析

    董天洋林志勇席文雄张定瑞...
    79-86页
    查看更多>>摘要：针对氢燃料超燃冲压发动机燃烧室内的燃烧细节,采用数值方法研究了喷注初期不同喷注位置及当量比下超燃燃烧室氢燃料自点火火焰形成与传播过程,结合OH、Ho2自由基与温度分布分析了点火燃烧过程的火焰精细流场结构.结果表明:凹腔下游喷孔距凹腔后缘较近时,若喷注压力超过2MPa,会发生下游火焰通过回流区卷入凹腔的现象;凹腔内喷注会在凹腔剪切层前沿形成稳定反应面,造成反应区分离;喷注压力相同时,上游布置喷孔燃烧室出口氧耗率更高,总压恢复系数降低,而在喷注位置相同时,随喷注压力的升高,燃烧室出口氧耗率提高,总压恢复系数降低;喷注当量比不同会影响火焰的稳定位置与结构,在当量比较低时氢气燃烧主要发生在凹腔、剪切层及燃烧室下游,在当量比较高时则发生在燃烧室下游.

    超燃冲压发动机超燃燃烧室凹腔火焰稳定氢气

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    轴对称矢量喷管运动学建模及运动轨迹分析

    张昊张起梁孟令超罗忠...
    87-93页
    查看更多>>摘要：轴对称矢量喷管为复杂的空间多链路机构,是推力矢量技术的核心.为研究其运动规律,将空间机构位置分析法、解析几何法和环路矢量法相结合,建立了轴对称矢量喷管的空间运动学模型.利用数值仿真实现了其运动姿态的仿真,并通过与ADAMS仿真结果对比,验证了该模型的正确性,进而获得轴对称矢量喷管在不同驱动方式下的位姿以及喉口和喷口的面积变化规律.结果表明:喉口状态和喷管运动状态对喷管面积比均有影响,面积比随着A9作动筒的同步伸长呈明显单调递增状态;A9作动筒异步驱动时,喷管面积比变化较小,喷口矢量偏转角角速度与作动筒运动速度呈比例关系,截面形状由圆形逐渐变为空间上扭曲的椭圆形;拉杆尺寸对喷管机构的面积比变化范围有明显影响,拉杆每增大(或减小)1 mm,面积比变化区间整体上移(或下移)0.025.仿真结果有助于了解喷管的运动规律,可为喷管的参数化分析及优化设计提供理论依据.

    轴对称矢量喷管空间多链路运动学建模仿真位姿运动轨迹航空发动机

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    宽弦空心风扇转子叶片鸟撞损伤数值仿真

    张海洋曹家洺韩立斌曹航...
    94-101页
    查看更多>>摘要：为解决航空发动机宽弦空心风扇转子叶片抗鸟撞设计问题,对宽弦空心风扇转子叶片鸟撞损伤进行了数值仿真.采用光滑质点流体动力学(SPH)算法建立鸟体模型,采用J-C本构模型和失效模型定义材料冲击下动态性能,建立旋转状态下叶片鸟撞数值仿真方法,经过试验验证能够较准确预测叶片损伤.开展相同条件下鸟撞击宽弦空心和实心风扇转子叶片仿真,对比鸟撞击叶片过程、撞击时叶片叶尖最大轴向和径向变形、撞击后叶片永久变形,研究被鸟撞击后空心叶片相比实心叶片的损伤特征.结果表明:空心和实心叶片鸟撞击过程相同;空心叶片被鸟撞击后叶尖轴向和径向变形更小;空心叶片被鸟撞击后前缘卷边变形更严重,对风扇气动性能和稳定性影响更大;在结构设计时应适当增加前缘空心区域局部刚度,或者适当增大前缘实心区域范围,用于提高空心叶片的抗鸟撞能力.

    宽弦空心风扇转子叶片鸟撞数值仿真损伤航空发动机

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    基于风险优先数的航空发动机可靠性设计方法

    张晓爽罗宿明金向明周坤...
    102-108页
    查看更多>>摘要：为了解决故障模式和影响分析难以融入航空发动机设计中的难题,提高可靠性水平,在型号研制工作中摸索出利用故障模式和影响分析中风险优先数的概念开展零部件某故障模式设计改进.运用风险优先数(RPN)的概念对设计故障模式和影响分析中严酷度和故障模式发生概率划分了 1～10级评分原则,增加了故障被检测难度,且结合航空发动机特点,对故障被检测难度也划分了 1～10级评分原则,得出了故障模式的风险优先数,确定了故障模式的优化排序,提出了确定风险改进项的方法.以某发动机的密封装置为例,利用严酷度、故障模式发生概率和故障被检测难度等级评分原则,得出了密封装置各故障模式风险优先数,确定了 2项风险改进项.结果表明:利用严酷度、故障模式发生概率和故障被检测难度划分的1～10级评分原则进行风险优先数计算,可得出风险改进项,为提高发动机的可靠性水平提供了方向.

    风险优先数严酷度故障模式发生概率故障被检测难度密封装置风险改进项航空发动机

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    多元连杆多种冲击方式载荷及响应特性分析

    苏军田常棵安中彦刘亮亮...
    109-116页
    查看更多>>摘要：为了获取并分析多元连杆的冲击力以及各传力路径上的应变响应特征,采用气炮、悬臂落锤、液压等3种冲击加载方法对发动机多元连杆进行冲击加载.对冲击力和冲击应变响应曲线进行了时间域和频率域的特征分析,获取了冲击力和应变响应的波形特征和频谱特征.通过与静载应变响应的对比获得动静响应系数,以及动静响应系数随波形宽度的变化规律.结果表明:在气炮、悬臂落锤、液压等3种冲击力的波形特征近似的情况下,在频谱上反映出各自不同的频率成分.在各传力路径上的冲击应变响应,除了响应幅值不同外,其余波形特征如峰值特征和频谱特性均较为一致.各应变之和作为连杆冲击力测试方法的表征参数,随波形中高频成分的增多,动静响应系数逐步增大.在进行多元连杆冲击载荷标定时,需要充分考虑所测试冲击力的载荷特征,选取合适的冲击载荷标定或者静载荷标定方法.

    多元连杆冲击响应航空发动机

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    附加阻尼环的航空齿轮强迫响应分析方法

    叶航王延荣苗国磊苏雷...
    117-123页
    查看更多>>摘要：为了避免航空齿轮振动过大导致齿轮辐板破裂,在齿轮外缘安装阻尼环是一种有效减振方法.针对工程中阻尼环设计时缺乏有效便捷的设计方法问题,基于能量法建立了航空齿轮节径型振动下阻尼环的等效参数模型.在给定模态振型下,将阻尼环的影响效果简化为依赖于齿轮振幅(振动应力)的等效阻尼、等效刚度和等效质量,实现了齿轮-阻尼环系统幅频响应快速求解.以某航空齿轮为例,分析了激励载荷、摩擦系数、转速以及结构固有阻尼对强迫响应的影响,结合许用振动应力进行了阻尼环优化设计.结果表明:阻尼环减振效果与振动应力具有强非线性,在本文给定的激励载荷及100 MPa许用振动应力下,阻尼环质量比不应大于5％,最佳摩擦系数为0.1,设计得当的阻尼环能够降低50％以上的振动应力.

    航空齿轮阻尼环减振等效阻尼强迫响应

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    航空发动机主轴轴承剥落扩展试验

    胡铭鑫孔令成赵聪张浩...
    124-128页
    查看更多>>摘要：为探索轴承的剥落极限,开展了航空发动机主轴轴承的剥落扩展试验研究.介绍了轴承损伤的形式以及国内外关于疲劳剥落损伤的研究现状;介绍了试验轴承的初始剥落状态以及试验器的基本情况,明确了轴承的润滑条件和监测方式;按照发动机的真实工况和载荷谱制定试验方案并开展试验,定期分解监控轴承的剥落扩展趋势;对试验过程中金属屑末质量分数、轴承温度以及转子振动的监测结果进行了分析.结果表明:小面积剥落的轴承在18 h试验时间内仍能继续工作,轴承温升未发生明显改变,轴承外圈温度大部分时间内保持在150～190 ℃,但金属屑末质量分数及转子振动时域幅值不断增大,金属屑末累计增长约9500个,振动时域幅值已超过600g.各项参数的监测结果对发动机地面试车或飞行具有重要的参考价值.

    航空发动机主轴轴承剥落扩展试验研究监测方式

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    考虑安装误差的GTF星型齿轮传动系统均载特性影响规律

    王海旭杨浩楠尤小梅
    129-134页
    查看更多>>摘要：作为下一代民用航空发动机主要发展方向之一的齿轮传动涡扇发动机(GTF),其引入了星型齿轮传动系统,为探究安装误差对星型齿轮传动系统均载特性的影响规律,基于商用软件建立GTF星型齿轮传动系统刚柔耦合动力学模型,以均载系数为考查指标进行仿真分析.分别考虑太阳轮、齿圈安装误差对系统的影响,并引入柔性支撑刚度改善载荷分配不均的问题,系统地分析其影响规律.结果表明:在健康工况条件下,各啮合副接触力分布均匀,系统的均载特性良好;随着安装误差的增大,均载系数呈增大趋势,内、外啮合副均载系数较健康工况下的最多增大了 21.1％和21.4％,系统的均载特性变差;通过添加柔性支撑并调整支撑刚度,内、外啮合副的均载系数减小到1.00952和1.00187,系统均载特性趋于合理,基本改善了载荷分配不均的问题.

    安装误差齿轮传动涡扇发动机星型齿轮传动系统均载特性接触力柔性支撑

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    基于ResNet-LSTM的航空发动机性能异常检测方法

    蔡舒妤殷航史涛范杰...
    135-142页
    查看更多>>摘要：为了实现数据驱动的航空发动机性能异常的智能检测,提出了一种基于残差网络(ResNet)-长短期记忆网络(LSTM)的发动机性能异常检测方法.采用发动机性能数据图像化方法,在数据降维的同时,完备保留数据的关联特征和时序特征;以残差单元构建发动机性能异常检测模型,在加深网络结构的同时,消除深层网络梯度消失问题,提高发动机性能图像空间关联特征的提取能力.同时,引入LSTM,提出基于ResNet-LSTM的发动机性能异常检测模型,通过ResNet与LSTM的融合,强化异常检测模型对时序特征的提取,提升发动机性能异常检测的准确率;通过发动机运行数据进行验证.结果表明:在训练集上,该方法的异常检测准确率为94.95％,比基于ResNet18、ResNet34、ResNet50异常检测模型的分别提高10.87％、8.00％、3.23％;在测试集上,该方法的异常检测准确率为92.15％,比基于ResNet 18、ResNet34、ResNet50异常检测模型的分别提高11.81％、9.45％、3.78％.

    异常检测残差网络长短期记忆网络航空发动机

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    取样探针流动参数对燃气组分误差影响的数值仿真

    陈英涛梁子键沙鹏鹏梁书伟...
    143-150页
    查看更多>>摘要：燃气组分精准取样是航空发动机燃烧室性能试验分析的关键因素.为了研究燃气取样探针在取样时带来的组分误差及其影响,在取样气体化学反应冻结的基础上,采用组分输运模型结合流固耦合传热的数值仿真方法,构建了 3维探针多组分燃气流流动特性求解模型,分析了在不同余气系数下,由取样探针内部流动参数变化引起的燃气组分体积分数误差及其带来的燃烧效率误差影响.结果表明:探针流动参数变化会引起2％以上的相对取样误差.当余气系数为1.14时,CO2相对取样误差为2.35％,CO相对取样误差为2.34％;当余气系数为2.06时,CO2相对取样误差为2.04％.在低余气系数环境下取样时,燃气组分取样精度降低,取样误差对燃烧效率误差的影响超过0.1％;随着余气系数的提高,燃气组分取样精度提高,不完全燃烧产物减少,此时取样误差对燃烧效率误差影响可以忽略.

    取样探针流动特性取样误差数值仿真燃烧效率燃气组分航空发动机

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