FD-21风洞Ma=10高超声速推进试验技术探索

针对Mach数8以上（Ma>8）冲压发动机地面试验能力不足问题,基于FD-21高能脉冲风洞,开展了吸气式推进试验技术探索,提升了FD-21风洞的重活塞驱动能力,获得了总压18.66 MPa、总温3 950 K、Ma=9.62、静压436.6 Pa、速度3 km/s的高焓大动压模拟流场,同时发展了高时间分辨率吸收光谱测量技术和基于重模型自由飞原理的发动机推阻测量方法.在此基础上,设计了弯曲激波压缩二元发动机,构建了燃料在线供应与喷注控制、模型悬挂与瞬态释放及相关测量一体的试验系统,在所建立的Ma=9.62风洞模拟环境中进行了集成验证试验,定量测得了有/无氢气射流与空气/氮气超声速气流作用下二元发动机的壁面压力、吸收光谱峰值吸收率、轴向力等数据,并利用纹影观测到了进气道唇口与燃烧室部位的波系特征.多次试验所得的壁面压力、峰值吸收率、轴向力随时间变化曲线均存在2 ms以上的平台,表明二元发动机建立了准定常流动.冷热态及氮气对照组对应的壁面压力分布、峰值吸收率、轴向力等数据呈现出了明显不同,且二者规律近似一致,一方面说明所建立的模拟流场、燃烧诊断技术、发动机推阻测量技术是有效的,另一方面也表明二元发动机实现了点火燃烧、获得有效热功转换,为后续相关研究奠定了良好的基础.      

结构可靠性仿真方法研究

可靠性仿真是对复杂结构系统进行可靠性分析计算最为有效的方法,引起了研究者越来越广泛的关注.综合目前结构可靠性仿真方法研究现状,介绍了蒙特卡罗(Monte-Carlo,MC)法、极限状态方程重构法、随机有限元法(stochastic finite element method,SFEM)进行结构可靠性仿真计算的特点及发展现状,归纳了固体火箭发动机(solid rocket motor,SRM)结构可靠性的特点及当前进行仿真的方法;并在此基础上分析了目前结构可靠性仿真方法及对SRM结构可靠性进行仿真分析计算时存在的不足及需要进一步研究的内容.     

斯特林发动机换热器系统内工质的压力传递变化特性研究

斯特林发动机由于其外部加热特性适合用于分布式供能系统而正在得到越来越多的重视。斯特林机运转时,其内部工质的压力传递变化特性决定了输出机械功率的大小。本文首先采用施密特分析法对自主研制的某型斯特林机在预充氦气压力为2 MPa的工况下计算其压力的周期性变化情况,然后在同样的工况下用实验测试的方法研究工质在换热器系统内的压力传递变化特性。最后比较理论计算值与实验测试值得出,施密特分析法可以反映出斯特林机换热器系统内工质压力的真实变化情况,且叠网式的回热器结构是造成换热器系统内压力损失的主要因素之一。     

航空发动机尾气的FTIR被动遥感

针对航空发动机排放尾气传统的插入式采样分析技术难度大、设备结构复杂、测量成本高、具有一定危险等缺点,将快速、机动、低成本的非插入式测量方法——被动式傅里叶变换红外光谱(FTIR)遥感技术引入到航空发动机尾气监测当中。讨论了FTIR被动遥感的原理,介绍了FTIR光谱仪系统的仪器响应函数、红外辐射光谱能量分布以及气体浓度的算法模型。利用TENSOR27型FTIR光谱仪遥测某航空发动机排放尾气,获得一系列不同推力下红外发射单通道光谱图。通过对红外发射光谱的定性定量分析,计算出四种不同推力下CO₂,CO和NO的气体组分浓度。利用遥感FTIR方法监测航空发动机排放气体组分浓度的研究在国内航空领域尚处于探索阶段,试验中航空发动机的排放发射光谱及计算结果是首次公开发表。实验同时也表明该技术在航空发动机尾气监测方面具有极大的应用前景。     

多管脉冲爆轰发动机外三维流场的数值计算

为研究多管脉冲爆轰发动机黏性外流场变化特点,推导了三维黏性CE/SE方法,并对7管脉冲爆轰发动机的内、外流场进行了数值计算. 7个爆轰管的排列方式是1个居中、另外6个绕其形成环状排列. 管内流场采用一维模型进行处理; 管外流场采用三维模型进行计算, 得到多管脉冲爆轰发动机黏性外流场的变化规律. 计算结果表明,此多管脉冲爆轰发动机黏性外流场中存在旋涡及多道相互作用的激波与膨胀波, 该结果对多管脉冲爆轰发动机外流场特性研究具有一定的参考价值.      

大众力学丛书《创建飞机生命密码》——————序言

当我们看到飞机翱翔在蓝天时,心里会升起种种疑问：这样的庞然大物是怎样上天的？它们 为什么能在乱云飞渡之中平稳飞行？它们为什么能高速驰骋于万里云天？它们为什么在频繁 的起降运行中不散架子？$\cdots\cdots$ 如果把飞机比作人,我们会问：它们为什么有如此俊俏的外貌？为什么它们多姿多彩、神态 各异？它们有什么样的皮肤和骨架？它们的心脏(发动机)为什么如此强有力？飞机的长寿 秘诀在哪里？总而言之,创建飞机生命的密码何在？科学家和工程师们为此付出了多少艰辛 的劳动？力学在创建飞机生命的密码发挥了多大的作用？ 翻开这本薄薄的书吧！我们可以从中轻松地得到上面这些问题的答案. 《创建飞机生命密码》是一本有趣的力学科普读物. 与常见的科普书不同,作者虚构了两个 人物------虚心好学的大学生剑青和充满好奇心的中学生夏雯,为了探寻航空的奥秘,他们 认真读书,四处求教,深入思考,逐渐懂得了创建飞机生命的密码,了解了力学在航空事业 发展中的不可或缺的作用. 航空界业者的循循善诱,使他们大大地长了见识;读者跟随他们 足迹也窥见了有关飞机的秘密. 由于这是一本力学科普读物,作者扣住力学在航空发展的作用这一主题,浅显生动地娓娓道 来,不经意间涵盖了力学的几乎所有分支学科：流体力学、固体力学和一般力学(动力学与 控制). 大体说来,前半本书主要涉及流体力学(空气动力学),告诉读者：升力怎 样产生(也就是说,飞机怎样上天),航行中的飞机要承受哪些气动力,怎样产生足够的推力,人类怎样 突破``音障'等深层次的原理;而后半本书主要讲述固体力学和一般力学(弹性力学、气动 弹性、结构力学、飞行力学、振动力学等)的作用,阐释飞机飞行的轨迹、总体架构及其稳 定性、部件材料的疲劳损伤断裂、颤振和抖振的产生和预防、优质复合材料的使用 等等. 全书涉及了许多深奥的力学知识及其应用,但读来相当容易而有兴味. 本书作者是航空界的资深专家,从事航空教学、科研、型号设计已近半个世纪,他深深热爱 航空事业,所带领的不少学生已成为业内的领导和业务骨干. 他全过程地参加了我国第一种 飞机------``运十'的设计、试验、制造、试飞过程,因此,就能得心应手地描述设计和制 造飞机的种种诀窍. 他以十年的深刻感受,深知必须掌握、运用力学知识,才能创造自己的 飞机,才能真切掌握飞机的根底,才能拥有自己的知识产权,才能掌握自己飞机的生命;他 确信中华民族完全能掌握自己大飞机的知识产权. 正是在这种信念驱动下,他以古稀之年, 夙兴夜寐,精心构思创作了这一力学科普著作. 这种精神令人钦佩. 不久前,我国已正式做出决策,将设计制造有自主知识产权的大飞机,相应的公司 已然成立. 这给我国航空业的迅猛发展创造了新的契机,也为我国力学工作者开辟了更大的用武之地, 这本书的推出可谓正当其时. {\ziju{0.03}最后,用本书的结束语的最后一段话做小结:``青年朋友们,天高任鸟飞,海阔凭鱼跃,创 建飞机生命密码是一个极为广阔的舞台,充分发挥你们的聪明才智,趁年青,打下扎实的基 础,厉兵秣马,艰苦奋战,在这个舞台上大显身手吧.'     

多管脉冲爆轰发动机管外复杂波系的研究

为了研究多管脉冲爆轰发动机外流场复杂波系变化特点,用CE/SE方法对7管脉冲爆 轰发动机内、外流场进行了计算. 7个爆轰管的排列方式是1个居中,另外6个绕其形成环 状排列,管内填充按化学当量比混合的氢气氧气混和物. 计算结果表明：CE/SE方法是一种 好的爆轰波模拟方法,能有效地捕捉激波等强间断;7管脉冲爆轰发动机外流场中存在着多 道相互作用相互影响的激波与膨胀波. 计算结果对多管脉冲爆轰发动机外流场复杂波系的特 性研究具有重要参考价值.     

横向爆震射流起爆爆震过程的数值模拟

对氢气/空气化学恰当比混合物中横向喷射的爆震射流在爆震室中起爆爆震波的过程和机理进行了数值模拟,并探讨了爆震射流位置和填充速度对其的影响。结果表明:爆震波分叉传播后会发生衍射并衰减,但随后可在联焰管壁面产生高温高压区域,引发二次起爆。且联焰管距离爆震室推力壁越小,其形成的壁面效应越有助于爆震形成;填充速度越大,爆震波形成位置越靠前。     

非线性碰摩力对碰摩转子分叉与混沌行为的影响

研究了具有非线性碰摩力的转子局部碰摩的分叉与混沌运动,利用计算机仿真对某发动机转子的碰摩故障进行了数值模拟,讨论了转子系统参数的变化对转子混池运动状态的影响,并与碰摩实验结果进行了比较,发现了具有非线性碰摩力的转子局部碰摩转子系统的各种多周期运动和混沌运动及其演变过程。     

发动机润滑油老化及检测方法

发动机润滑油老化后会增加发动机磨损 ,缩短发动机使用寿命。检测机油品质时可用理化性能指标检测法及经验判断法。而经验判断对运输企业及维修企业更实用