航空涡轮发动机射流预冷技术研究 被引量：12

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作者 林阿强 郑群 +2 位作者 吴锋 杨昊 张海 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期721-728,共8页

利用雾化蒸发的高效冷却技术,可以将高温进气降低到发动机材料允许的工作温度。针对射流预冷涡轮基冲压组合循环发动机,对比分析了国内外已有射流预冷技术的进展,详细介绍了射流预冷发动机的理论和试验验证情况,总结了射流预冷对航空涡... 利用雾化蒸发的高效冷却技术,可以将高温进气降低到发动机材料允许的工作温度。针对射流预冷涡轮基冲压组合循环发动机,对比分析了国内外已有射流预冷技术的进展,详细介绍了射流预冷发动机的理论和试验验证情况,总结了射流预冷对航空涡轮发动机性能的影响,针对射流装置和喷水/液氧降温效果进行研究和验证。国内外已有研究表明,依靠射流预冷技术不会对发动机性能产生太大的不利影响,具有技术成型快、成本低,有效地扩展飞行包线,不受飞行高度和马赫数限制等优势。射流预冷技术可以解决涡轮发动机与冲压发动机在模态转换过程的"推力鸿沟"问题,具有潜在的技术优势,值得引起关注并开展进一步的深入研究。 展开更多

关键词 涡轮发动机 推力鸿沟 高温进气 射流预冷 射流装置

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基于扩张状态观测器的高空台进气环境模拟控制技术研究 被引量：13

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作者 但志宏 张松 +3 位作者 白克强 钱秋朦 裴希同 王信 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2119-2128,共10页

针对航空发动机高空台推力瞬变等过渡态试验对进气环境模拟控制系统所提出的强抗扰性、强鲁棒性的迫切需求,设计了一种基于扩张状态观测器(ESO)的高空台进气环境模拟主动抗扰控制技术方法。首先分析了现有高空台过渡态环境模拟的技术特... 针对航空发动机高空台推力瞬变等过渡态试验对进气环境模拟控制系统所提出的强抗扰性、强鲁棒性的迫切需求,设计了一种基于扩张状态观测器(ESO)的高空台进气环境模拟主动抗扰控制技术方法。首先分析了现有高空台过渡态环境模拟的技术特点和高品质控制指标难于实现的原因;其次设计线性自抗扰控制器(LADRC)和一体化并行控制器(IPC);最后通过仿真对高空台进气环境模拟主动抗扰控制方法进行了验证。结果表明,应用基于扩张状态观测器的主动抗扰控制技术,能够大幅提高发动机过渡态试验中进气环境模拟的动态响应速度、控制精度和抗扰动能力。 展开更多

关键词 高空试验台 进气环境模拟 过渡态试验 扩张状态观测器 线性自抗扰控制器 一体化并行控制器

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高空台多任务模拟指定时间抗扰控制 被引量：1

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作者 李金柏 伦岳斌 +3 位作者 王宏伦 钱秋朦 张松 但志宏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期241-251,共11页

针对高空台多任务模拟试验对飞行环境模拟控制系统所提出的高品质、高精度、强抗扰的迫切需求,设计了一种基于障碍李雅普诺夫函数的高空台进气环境模拟指定时间抗扰控制方法。建立了包含进气系统管道容腔和调节阀执行机构的高空台受控... 针对高空台多任务模拟试验对飞行环境模拟控制系统所提出的高品质、高精度、强抗扰的迫切需求,设计了一种基于障碍李雅普诺夫函数的高空台进气环境模拟指定时间抗扰控制方法。建立了包含进气系统管道容腔和调节阀执行机构的高空台受控对象模型,并在此基础上进行了仿射形式推导和解耦设计。针对高空台强非线性、强扰动的特性,设计了以指定时间收敛的抗扰控制方法;同时为了抑制推力瞬变过程中系统状态剧烈变化,引入了障碍李雅普诺夫函数对压强和温度误差分别进行限制。在高空台多任务模拟试验控制仿真中,该方法可使压强和温度的绝对积分误差比线性自抗扰控制方法小89.5%和88.9%,在剧烈受扰后调节时间短10.4%和9.0%,而且相比于常规的指定时间方法能够满足所设定的状态误差约束。结果表明,基于障碍李雅普诺夫函数的指定时间抗扰控制方法能够进一步提升多任务模拟试验中的控制精度、调节速度以及抗扰能力。 展开更多

关键词 高空台 进气环境模拟 多任务模拟试验 指定时间抗扰控制 障碍李雅普诺夫函数 状态误差约束

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高马赫数涡轮发动机射流预冷特性研究 被引量：5

4

作者 林阿强 刘高文 +2 位作者 吴锋 陈燕 冯青 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2218-2228,共11页

以气液相变冷却机制为切入点,开展高空模拟试验进气预冷段内水-液氧射流冷却的数值分析,考虑真实雾滴颗粒运动的热力现象,基于欧拉-拉格朗日多相流方法解析气液两相热质传输过程,分析水-液氧混合射流对高马赫数涡轮发动机预冷段内流动... 以气液相变冷却机制为切入点,开展高空模拟试验进气预冷段内水-液氧射流冷却的数值分析,考虑真实雾滴颗粒运动的热力现象,基于欧拉-拉格朗日多相流方法解析气液两相热质传输过程,分析水-液氧混合射流对高马赫数涡轮发动机预冷段内流动及换热特性的影响规律。结果表明,水-液氧射流雾化蒸发的效果具有即时性,基于水雾-水蒸汽比热大和汽化焓高的特点,水雾浓度对主流总温降和总压恢复占主导性;而液氧浓度有利于降低湿空气的热流密度。在射流浓度2%~8%时,预冷段总压降系数为0.84%~1.27%,总温降系数为2.15%~15.12%,即温降为12.92~90.89K。为平衡高空高马赫数时冷却水和液氧的需求,需控制水-液氧的射流比例,建议液氧射流量小于60%的总射流浓度。在"40%水~60%液氧"的射流比例时预冷段内流动和传热特性达到局部最优。在发动机物理转速不变时,射流冷却后预冷段内湿空气来流质量流量增幅0.22%~9.39%,其中空气和水蒸汽含量的贡献份额分别约为71.8%和28.2%。因此,射流预冷有利于涡轮发动机在高马赫数时具有更高的加速度。 展开更多

关键词 预冷涡轮基发动机 预冷段 高温进气 射流预冷 液氧

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基于LMI极点配置的高空台飞行环境模拟系统PI增益调度控制研究 被引量：11

5

作者 朱美印 王曦 +4 位作者 张松 但志宏 裴希同 缪柯强 姜震 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2587-2597,共11页

针对高空台飞行环境模拟系统的温度和压力在整个工作包线内的鲁棒性能控制问题,提出了一种基于LMI极点配置的PI增益调度控制设计方法。在考虑变比热容腔微分方程、管道热传导、调节阀流量特性、液压伺服动态、传感器增益对飞行环境模拟... 针对高空台飞行环境模拟系统的温度和压力在整个工作包线内的鲁棒性能控制问题,提出了一种基于LMI极点配置的PI增益调度控制设计方法。在考虑变比热容腔微分方程、管道热传导、调节阀流量特性、液压伺服动态、传感器增益对飞行环境模拟系统造成的建模不确定性的基础上,建立了完整、准确的飞行环境模拟系统非线性模型;对非线性模型进行了线性化,并根据线性模型推导了基于LMI极点配置的PI控制器设计算法;在飞行环境模拟系统的工作包线内选取了36个稳态点设计了基于LMI极点配置的PI增益调度控制器;设计了两种飞行环境模拟试验来验证设计的PI增益调度控制器的鲁棒性能。仿真结果表明,飞行环境模拟系统温度的稳态误差和动态误差均小于0.1%,压力的稳态误差小于0.5%,动态误差小于0.7%。 展开更多

关键词 高空模拟试验台 飞行环境模拟系统 LMI 极点配置 PI增益调度控制

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高空台流量管新型篦齿密封特性分析及结构优化设计

6

作者 艾延廷 张文亮 +3 位作者 田金虎 侯鑫正 张兴源 孙丹 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期204-214,共11页

针对高空台流量管与导流盆连接结构减小气体泄漏、避免出现反向进气压力过大导致结冰的设计要求,开展不同内径流量管新型篦齿密封特性及结构参数优化研究。建立了高空台新型流量管篦齿密封结构有限元模型,并开展了新型流量管篦齿密封结... 针对高空台流量管与导流盆连接结构减小气体泄漏、避免出现反向进气压力过大导致结冰的设计要求,开展不同内径流量管新型篦齿密封特性及结构参数优化研究。建立了高空台新型流量管篦齿密封结构有限元模型,并开展了新型流量管篦齿密封结构泄漏特性实验研究。基于数值模拟与试验,研究了流量管内径对密封性能的影响规律。根据Box-Behnken响应面设计法,选取不同流量管内径下的密封间隙、控制口数量以及孔型出口数量为优化参数,进行新型篦齿密封结构参数优化设计研究。结果表明:仿真泄漏量与试验值相比最大误差不超过7%,证明了本文仿真模型的有效性;当结构内径由1 m增大到3 m,密封泄漏量由0.021 kg/s逐渐增加到0.162 kg/s,增幅高达671.4%;内径1 m,2 m和3 m篦齿密封结构经优化后,最大流速分别减小了16.1%,14.3%和9.7%,泄漏量分别降低50.74%,98.50%和97.52%。本文研究为高空台新型流量管篦齿密封结构优化设计提供了有效方法,也为流量管尺寸规范化设计提供了技术支撑。 展开更多

关键词 高空台 篦齿封严 有限元分析 泄漏特性 优化设计

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航空发动机压气机内气液非平衡冷却特性研究 被引量：4

7

作者 林阿强 郑群 +2 位作者 夏全忠 杨璐 刘高文 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1776-1785,共10页

针对航空涡轮发动机来流雾化冷却对压气机内气动脉动的影响,考虑壁面液膜成形和运动,基于欧拉-拉格朗日多相流方法解析气液两相热质非平衡传输过程,应用快速傅里叶变换方法将压气机性能参数随旋转周期演变规律的时域脉动敏感性转化为频... 针对航空涡轮发动机来流雾化冷却对压气机内气动脉动的影响,考虑壁面液膜成形和运动,基于欧拉-拉格朗日多相流方法解析气液两相热质非平衡传输过程,应用快速傅里叶变换方法将压气机性能参数随旋转周期演变规律的时域脉动敏感性转化为频域功率谱密度的直观分析。结果表明,压气机内气液非平衡蒸发相变易诱发流场在时间和空间上非定常的气动脉动,雾化冷却参数与总温比呈线性关系,而与总压比和效率均呈非线性关系。在雾化量0.5%~5%和雾化平均粒径1~9μm内,较低的雾化量或较小的雾化平均粒径时,时域总压比的脉动程度更大;在较低的雾化量或较大雾化平均粒径时,时域总温比的脉动程度更强;而在较高的雾化量或较大的雾化平均粒径时,时域效率脉动程度更高。同时,雾化冷却量变化对湿压缩过程中流场的时域脉动敏感性程度大于雾化粒径变化。 展开更多

关键词 航空涡轮发动机 压气机 雾化冷却 相变蒸发 非定常脉动 快速傅里叶变换 功率谱密度

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高空台特种调节阀建模方法对比研究 被引量：5

8

作者 王运来 王曦 +3 位作者 朱美印 裴希同 张松 但志宏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1895-1901,共7页

为了获得准确的轮盘式特种调节阀流量特性模型,提高高空舱进口流量预测精度,提出了基于BP神经网络和NARX网络的建模方法。在对调节阀与传感器测点位置分析的基础上,将调节阀和阀后容腔作为整体进行建模。对比研究了流量系数、静态BP神... 为了获得准确的轮盘式特种调节阀流量特性模型,提高高空舱进口流量预测精度,提出了基于BP神经网络和NARX网络的建模方法。在对调节阀与传感器测点位置分析的基础上,将调节阀和阀后容腔作为整体进行建模。对比研究了流量系数、静态BP神经网络以及基于Gamma Test的动态NARX网络建模方法,并给出了工程中选取建模方法的建议。以试验流量数据为基准,仿真对比了不同阀门开度变化时,各模型输出流量的稳态误差和动态误差。结果表明,BP神经网络方法和NARX网络方法建模精度要优于流量系数法。同时,BP神经网络模型最大稳态误差为0.52kg/s,优于NARX网络模型和流量系数模型。NARX网络模型的最大动态误差为2.04kg/s,相比于BP神经网络模型和流量系数模型,能够更准确地反映流量的动态特性。 展开更多

关键词 高空台 特种调节阀 流量特性 NARX网络 动态模型

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高空台飞行环境模拟系统温度延时不确定性μ综合设计 被引量：4

9

作者 朱美印 王曦 +5 位作者 裴希同 张松 但志宏 刘佳帅 缪柯强 姜震 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1861-1870,共10页

针对高空台飞行环境模拟系统温度大延时特性的控制问题,提出了一种考虑温度延时不确定性的两自由度μ综合控制设计方法以提升其温度的控制精度。在考虑变比热容腔微分方程、管壁传热、调节阀流量特性、液压伺服动态、传感器增益以及温... 针对高空台飞行环境模拟系统温度大延时特性的控制问题,提出了一种考虑温度延时不确定性的两自由度μ综合控制设计方法以提升其温度的控制精度。在考虑变比热容腔微分方程、管壁传热、调节阀流量特性、液压伺服动态、传感器增益以及温度延迟对飞行环境模拟系统造成的建模不确定性的基础上,建立了完整、准确的非线性延时模型。在考虑执行机构参数、温度延时不确定性的基础上,提出了两自由度的μ综合控制设计方法。为了确保设计的控制器具有良好鲁棒伺服跟踪性能,基于分频设计的思想设计性能加权函数和控制量加权函数,并运用D-K迭代算法设计控制器。假定了包含"等马赫数爬升"和"平飞加速"的试验过程来验证μ综合控制器的伺服跟踪性能,仿真结果表明,飞行环境模拟系统温度和压力的稳态和动态误差分别均不大于1.5%和3%。 展开更多

关键词 高空模拟试验台 飞行环境模拟系统 温度延时 鲁棒控制 两自由度μ综合控制

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喷水射流预冷对发动机进气温度及流场变化影响的数值研究 被引量：2

10

作者 陆禹铭 徐倩楠 +1 位作者 吴锋 张海 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1999-2010,共12页

射流预冷技术可以有效降低进气温度并提高航空发动机的性能。为探究该技术在高空环境下对流场问题的影响,采用径向均匀射流方案,模拟高空条件,结合水滴的蒸发过程以及气液两相的耦合作用对预冷段射流喷水的情形进行数值计算。结果表明,... 射流预冷技术可以有效降低进气温度并提高航空发动机的性能。为探究该技术在高空环境下对流场问题的影响,采用径向均匀射流方案,模拟高空条件,结合水滴的蒸发过程以及气液两相的耦合作用对预冷段射流喷水的情形进行数值计算。结果表明,径向喷射方案能够有效降低进气温度,在各个工况中,温降系数约为8%~26.7%;在高温工况中提高喷水量可以有效提高温降效果,工况6的喷水量和工作温度都是最大的,温降系数和蒸发效率分别达到了最高值的26.7%和73.9%;预冷段的压降损失和出口流场均匀度取决于来流马赫数和喷水量,高马赫数和较大的喷水量都会加剧压损与流场的紊乱程度,由于工况6的高射流量和气流马赫数,其在喷水装置处的压降系数达到了最大值的5.8%。 展开更多

关键词 射流预冷 预冷段 流场特性 高温 蒸发

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高空台动静架连接新型篦齿密封结构封严特性研究 被引量：4

11

作者 杨志明 艾延廷 +3 位作者 苏金友 关鹏 田金虎 侯正鑫 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期93-100,共8页

针对高空模拟试车台动静架连接处气体泄漏问题,开展基于中段进气的新型篦齿密封结构优化设计与封严特性的数值模拟与试验研究。设计了新型篦齿密封结构,选取篦齿齿尖厚、齿根厚及后倾角为参数变量,泄漏量为优化目标函数,根据Box-Behnke... 针对高空模拟试车台动静架连接处气体泄漏问题,开展基于中段进气的新型篦齿密封结构优化设计与封严特性的数值模拟与试验研究。设计了新型篦齿密封结构,选取篦齿齿尖厚、齿根厚及后倾角为参数变量,泄漏量为优化目标函数,根据Box-Behnken方法设计的样本点和数值计算结果建立二阶响应面模型,开展新型篦齿密封结构泄漏特性数值模拟与优化研究,并通过实验进行验证。研究表明,实验结果与有限元计算结果误差不超过10%,验证了数值模型的准确性。通过优化设计与分析,新型篦齿连接结构泄漏量降低12.5%,使得该结构更容易实现最优的封严效果。新型篦齿密封结构封严特性较初始结构提高99.2%,消除了由连接处泄漏带来的附加阻力695.2N。 展开更多

关键词 航空发动机 高空模拟实验台 篦齿封严 泄漏特性 结构优化

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堵塞条件下发动机高空试验推力差异分析

12

作者 马前容 周杰 +1 位作者 仇钎 李康 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期481-487,共7页

堵塞技术是降低发动机高空模拟试验成本和解决设备抽气能力不足的可行手段。在不同喷管排气环境压力条件下,某型带拉瓦尔喷管涡扇发动机完成了四组堵塞对推力影响的试验,发动机总推力试验值最大差异为6.2%。为揭示试验推力差异产生的原... 堵塞技术是降低发动机高空模拟试验成本和解决设备抽气能力不足的可行手段。在不同喷管排气环境压力条件下,某型带拉瓦尔喷管涡扇发动机完成了四组堵塞对推力影响的试验,发动机总推力试验值最大差异为6.2%。为揭示试验推力差异产生的原因,提高堵塞条件下发动机高空试验推力评估的准确性,开展了相关的理论分析和一维仿真计算,提出了主要影响量估算方法。结果表明:推力差异主要与发动机转速、结果修正方法和喷管扩张段流场特性有关;按文中提出的主要影响量估算方法计算了这些因素对推力的影响量,扣除影响量后总推力的最大差异降至0.8%;相同转速下,总推力相似换算值随喷管排气压力的升高呈增大趋势,最大差异达到3.3%。 展开更多

关键词 堵塞技术 推力 发动机 高空试验 拉瓦尔喷管

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高空台动静架新型非接触密封结构设计 被引量：1

13

作者 王志 李吉凯 +3 位作者 苏金友 赵丹 杨志明 张凤玲 《沈阳航空航天大学学报》 2020年第6期1-8,共8页

航空发动机高空台动静架连接通常采用篦齿型非接触密封结构。由于动静架连接处内管道与外界环境存在压差,导致高空仓气体泄漏,严重影响发动机试验推力测试精度。根据传统篦齿密封原理,设计基于聚四氟乙烯材料的高空台动静架连接新型密... 航空发动机高空台动静架连接通常采用篦齿型非接触密封结构。由于动静架连接处内管道与外界环境存在压差,导致高空仓气体泄漏,严重影响发动机试验推力测试精度。根据传统篦齿密封原理,设计基于聚四氟乙烯材料的高空台动静架连接新型密封结构,并利用CFX仿真平台研究了聚四氟乙烯材料密封圈截面形状、密封圈与静架间隙、进出口压力比以及密封圈数量等对密封结构泄漏量的影响。研究表明,当控制其他结构参数不变而减小密封圈与静架间隙时,密封结构泄漏量显著降低,且梯形截面密封圈比D形截面密封圈密封效果更优;当控制其他结构参数不变而降低密封结构进出口压力比时,密封结构泄漏量降幅较大;当控制其他结构参数不变而改变密封圈数量时,密封结构泄漏量变化较小。研究对航空发动机高空台动静架连接密封结构设计及高空台试验推力测试精度提高具有重要意义。 展开更多

关键词 高空台 密封间隙 压力比 密封圈个数 非接触密封 动静架

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发动机进气总温总压光纤复合探针设计(特邀) 被引量：1

14

作者 刘杨杨 贾平岗 +6 位作者 袁世辉 王军 万顺 赵继春 刘盾盾 薛原 熊继军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期24-31,共8页

针对发动机进气口总温总压测量的需求,设计了一种滞止罩式总温总压光纤复合探针。首先,利用有限元法对探针结构进行气动仿真,分析了探针结构参数对测量结果的影响。在此基础上,制造了总温总压光纤复合探针,并搭建了静态测试系统测试了... 针对发动机进气口总温总压测量的需求,设计了一种滞止罩式总温总压光纤复合探针。首先,利用有限元法对探针结构进行气动仿真,分析了探针结构参数对测量结果的影响。在此基础上,制造了总温总压光纤复合探针,并搭建了静态测试系统测试了其工作性能。实验结果表明,总温总压光纤复合探针可以工作在150℃,0.25 MPa的温压复合环境中,在常温至150℃范围内总压传感器的最大非线性度为0.5%,常压环境下总温传感器最大非线性度为4.04%。最后,根据温度数据完成了压力参数的温度解耦,全温区压力测量误差不超过1.55%。设计的总温总压光纤复合探针直径为5 mm,有效减少了探针对流场的干扰。 展开更多

关键词 总温总压 滞止罩 法布里-珀罗 光纤布拉格光栅 温度解耦

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飞行环境模拟系统多容腔流-固传热建模 被引量：3

15

作者 朱美印 王曦 +5 位作者 裴希同 张松 但志宏 缪柯强 刘佳帅 姜震 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期2848-2859,共12页

为了提升高空台飞行环境模拟系统(FESS)数值仿真平台的置信度,提出了一种多容腔流-固传热的建模方法,该方法考虑了混合器气流掺混、流-固传热、管道压力损失等因素的影响;建立了包括调节阀流量特性、液压伺服系统、混合器、混合器出口... 为了提升高空台飞行环境模拟系统(FESS)数值仿真平台的置信度,提出了一种多容腔流-固传热的建模方法,该方法考虑了混合器气流掺混、流-固传热、管道压力损失等因素的影响;建立了包括调节阀流量特性、液压伺服系统、混合器、混合器出口导流栅流量特性、整流子系统、管道容腔模型在内的部件模型库,并基于该模型库构建了仿真平台。为了验证本文建模方法的有效性,采用两次掺混试验数据对仿真模型进行对比验证表明,仿真结果与试验测量结果动态变化趋势基本一致,且温度、压力的最大误差分别不大于2.5K,2kPa。为了分析FESS控制系统的能力,假定了一次典型的发动机试验条件来进行仿真分析,仿真结果表明,FESS控制系统具备进行发动机平飞加速和等马赫数爬升试验的能力。 展开更多

关键词 高空模拟试验台 飞行环境模拟系统 多容腔建模 流-固传热 数值仿真

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面向航空发动机多传感器并行预测模型的设计与实现 被引量：2

16

作者 陆超 李晓瑜 +3 位作者 姚艳玲 唐晓澜 彭宇 王书福 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期580-585,共6页

为了准确预测航空发动机工作时传感器数据的变化趋势,有效监控航空发动机的工作状态,该文就发动机高压压气机转子转速、燃烧室燃油喷嘴压力、涡轮后温度等数个航空发动机主要传感器数据,使用滑动窗口算法截取子序列构建数据集并对其进... 为了准确预测航空发动机工作时传感器数据的变化趋势,有效监控航空发动机的工作状态,该文就发动机高压压气机转子转速、燃烧室燃油喷嘴压力、涡轮后温度等数个航空发动机主要传感器数据,使用滑动窗口算法截取子序列构建数据集并对其进行标准化。提出了一种基于Seq2Seq的面向航空发动机多传感器数据预测神经网络模型(AMSDPNN),并对该网络进行优化,最终实现了对航空发动机多传感器数据的预测。实验表明,相较于其他传统数据预测模型,该模型有着更好的预测效果,其均方误差值为0.1%,同时提前320 ms实现了对航空发动机传感器数据的预测。 展开更多

关键词 数据标准化 长短期记忆网络 Seq2Seq 滑动窗口 时序数据预测

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进气压力调节执行机构故障诊断方法研究

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作者 但志宏 张松 +2 位作者 王彬 常睿 刘威 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期164-173,共10页

面向高空台进气压力调节系统试验和维护需求,提出了一种基于滑模观测器的执行机构故障诊断方法。考虑特种调节阀的流量-压差气动特性对执行机构外负载作用机制,建立了电液伺服执行机构的非线性模型。由其识别出最佳估计数学模型,以获得... 面向高空台进气压力调节系统试验和维护需求,提出了一种基于滑模观测器的执行机构故障诊断方法。考虑特种调节阀的流量-压差气动特性对执行机构外负载作用机制,建立了电液伺服执行机构的非线性模型。由其识别出最佳估计数学模型,以获得自适应滑模观测器。分析确定不同故障对应伺服阀或液压缸的主导特征参数,据此选择可观测状态量且结合自适应阈值进行判断某部件是否发生故障,仿真验证该观测器对典型故障的诊断效果。结果表明,基于自适应滑模观测器的故障诊断方法可实现对进气压力调节系统中电液伺服执行机构典型液压、机械、电气故障的诊断和定位,诊断准确率达91%以上。 展开更多

关键词 进气压力调节系统 特种调节阀 电液伺服执行机构 自适应滑模观测器 故障诊断

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预冷器对高超声速轴对称进气道设计状态气动性能影响 被引量：2

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作者 李超 张悦 +3 位作者 谭慧俊 王娟娟 薛洪超 张晗天 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期51-61,共11页

为获取预冷器对高超声速进气道内流特性的影响机理和影响规律,设计了一种在扩张段加入台阶型预冷器的高超声速轴对称进气道,并利用混合网格建立了仿真模型,获得了Ma6.0来流条件下带预冷器进气道与原型进气道在节流状态的数值仿真结果。... 为获取预冷器对高超声速进气道内流特性的影响机理和影响规律,设计了一种在扩张段加入台阶型预冷器的高超声速轴对称进气道,并利用混合网格建立了仿真模型,获得了Ma6.0来流条件下带预冷器进气道与原型进气道在节流状态的数值仿真结果。结果表明:引入预冷器后进气道临界耐反压能力略有下降,并且进气道下游背压在1.0≤p_(b)/p_(0)<150时出口性能参数明显下降;预冷器上游总是存在节流,上游节流程度由预冷器的堵塞和出口背压共同决定,当p_(b)/p_(0)≤20时,上游流场结构完全由预冷器的堵塞作用决定,当p_(b)/p_(0)>20时,由两者共同决定;进气道下游背压在20≤p_(b)/p_(0)<275时,预冷器为上游流场带来消极影响,而当背压在20≤p_(b)/p_(0)<200范围时,预冷器的引入能有效改善下游流场品质,通过上下游的耦合作用,出口性能参数在p_(b)/p_(0)≥150后与原型进气道趋于一致。当p_(b)/p_(0)≥275时,唇罩侧放气缝对激波串根部低能流的抽吸使得预冷器几乎不对上游产生影响。 展开更多

关键词 高超声速 预冷器 轴对称进气道 流场结构 数值仿真

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基于光纤光栅变形光谱的疲劳裂纹扩展监测方法 被引量：5

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作者 赵炎 胡殿印 +2 位作者 石炜 张卫方 徐毅 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期377-385,共9页

为研究金属疲劳裂纹扩展的在线监测技术,基于改进传输矩阵的光谱模拟方法,建立反映光纤布拉格光栅(FBG)光谱变形机理的裂纹扩展在线监测方法。研制了疲劳裂纹扩展在线监测系统平台,提出基于平移不变量小波法的试验光谱去噪方法,解决试... 为研究金属疲劳裂纹扩展的在线监测技术,基于改进传输矩阵的光谱模拟方法,建立反映光纤布拉格光栅(FBG)光谱变形机理的裂纹扩展在线监测方法。研制了疲劳裂纹扩展在线监测系统平台,提出基于平移不变量小波法的试验光谱去噪方法,解决试验光谱信号中非连续与快速变化点难以平滑的问题;提出仅与裂纹扩展状态相关的FBG光谱面积参数,克服了光谱中心波长、光谱带宽等传统特征参数仅适用于恒定外载与恒定温度或对裂纹不敏感的局限性,给出基于光谱面积曲线拐点的裂纹扩展状态判定依据。 展开更多

关键词 光纤光栅传感器 光谱变形机理 疲劳裂纹扩展 结构健康监测 光谱面积

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基于控制分配的恒压腔压力精准控制 被引量：2

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作者 刘佳帅 王曦 +5 位作者 朱美印 杨舒柏 裴希同 缪柯强 张松 但志宏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期378-386,共9页

针对采用双阀调节的恒压腔系统压力在空气流量大范围变化时的精确控制问题,提出了一种基于控制分配的恒压腔压力精准控制方法。首先,建立了虚拟放气流量的双阀控制分配算法,包括:建立满足虚拟放气流量要求且调节阀能耗最小的优化问题;... 针对采用双阀调节的恒压腔系统压力在空气流量大范围变化时的精确控制问题,提出了一种基于控制分配的恒压腔压力精准控制方法。首先,建立了虚拟放气流量的双阀控制分配算法,包括:建立满足虚拟放气流量要求且调节阀能耗最小的优化问题;通过线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)求解该优化问题得到双阀实际流通面积值;考虑调节阀动态并计算调节阀控制信号指令值。其次,建立以虚拟放气流量为恒压腔控制输入的闭环负反馈回路,基于此,设计满足伺服性能和抗干扰性能要求的PI控制器,引入上述双阀控制分配算法,进而构建完整的基于控制分配的恒压腔压力控制系统。仿真结果表明,采用该方法的控制系统性能明显优于传统单阀PI控制系统性能,恒压腔压力动态相对误差小于0.07%;干扰流量最大变化率为77kg/s^(2)时,压力最大偏差低于500Pa;此外,调节阀动态时间常数和流量系数的拉偏仿真结果进一步验证了该控制器的鲁棒性。 展开更多

关键词 恒压腔系统 控制分配 双阀控制 线性矩阵不等式 模型不确定性

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