单轴涡轮喷气发动机起停逻辑设计

以航空单轴涡轮喷气发动机起停控制为研究对象,设计了一种基于有限自动机的燃气涡轮发动机全工作状态起停逻辑。首先,给出了起停控制系统下的输入以及控制输出;然后,设计了涡轮喷气发动机各起停状态,给出了各起停状态之间的转换条件和关系;最后,给出了基于N变化率和EGT温升的点火状态计算方法、点火器控制规律和供油状态量计算规律。该起停逻辑在电子控制器上实现。通过实验,该起停逻辑能够有效控制点火器和燃油系统正常工作,并能及时提供涡轮喷气发动机运行状态信息,延长发动机的寿命,具有很强的工程实用性。     

热声起振机理的研究进展

主要总结了近年来国内外热声起振机理的研究进展,重点介绍了热声起振机理的理论研究、数值模拟以及实验研究;同时指出了当前所开展研究的不足。最后讨论了热声起振机理研究亟需解决的问题以及深入研究的方向。     

基于组合赋权法和未确知测度模型的发动机健康状况评估

为了有效评估航空发动机的健康状况,提出一种逼近理想点的组合赋权法和未确知测度模型相结合的评估方法。首先,分别利用序关系分析法、指标相关性赋权法和指标难度赋权法得到各指标的主客观单一权重;利用逼近理想点的组合赋权法并考虑指标权重与重要性的一致性,求解指标组合权重,使赋权结果更具科学性,加大不同类别评价对象的区分度。其次,基于未确知测度模型,利用K-means算法将各指标分为两个对立等级,每个等级又分为两个互补小等级,以减少信息的重叠进一步区分不同类别的评价对象;根据指标属于不同等级的未确知测度、指标组合权重和评分准则,得到评价对象的健康评分。最后,通过航空发动机实例分析以及与其他方法的对比分析,验证此方法的有效性。     

空气/酒精燃气发生器试验研究

为了适应一种引射系统气源的需要,在综合分析各类引射工质的基础上,提出了采用空气/酒精组合推进剂燃烧产生高温燃气的引射气源方案,设计了一种基于航空发动机环形燃烧室结构的燃气发生器。根据空气/酒精推进剂的特点,确定了空气-酒精依次进入燃气发生器的点火时序.为了验证该型燃气发生器的性能,开展了多种工况下的热试车.结果表明:采用的技术方案可行,发生器排气流量、温度、压力满足设计指标要求;发生器点火迅速且可靠,燃烧较为平稳,可得到较为均匀的温度场;能在较宽的流量范围内稳定工作,且在保持余气系数不变的条件下,随着燃气流量的增加,燃气发生器的燃烧效率显著提高,此外,燃烧室火焰筒壁温监测表明燃气发生器可实现长时间工作运行。     

79.7 K驻波型热声驱动脉管制冷机

根据声学原理,把一根大约四分之一波长长度的管子接到一台驻波型热声发动机和一个脉管制冷机之间,能把制冷机入口的压比和压力振幅放大,使脉管制冷机的最低制冷温度降到79.7 K。     

考虑气蚀效应的气液两相冲压发动机数值模拟

针对一种新型水下气液两相冲压发动机,综合考虑了湍流效应、气液两相之间的拖曳作用及传热与传质,利用计算流体力学方法研究了气液两相冲压发动机内流场的流动特性随发动机工作条件的变化规律,重点研究了气蚀效应对发动机工作性能的影响.主要结论为:当航行速度大于32 m/s,气液两相冲压发动机入口附近会产生气蚀并造成严重的总压损失,导致扩张段下游产生流动分离,此时发动机无法产生正推力;通过增大气体质量流率,气液两相冲压发动机内流场的压力将会随之升高,气蚀效应被抑制;提高注入发动机气体的温度,发动机的推力及比冲均增大,但是发动机效率急剧降低.      

混合工质热声发动机热力特性的试验研究

在自行研制的"驻波型热声发动机试验平台"上,对采用He/Ar混合工质的驻波热声发动机系统的热力特性进行了详细的试验研究.试验结果表明:采用混合工质可以有效地提高热声发动机的热力性能,当氦氩配比为4:1时,系统压比较纯质提高50%以上;另外,采用混合工质可以明显地降低系统的起振温度与消振温度,当氦氩配比在30%～50%之间时,起振温度和消振温度平均较纯质降低50℃和40℃左右,尤其是较低的起振温度意味着可直接利用低品位热量作为驱动热源,从而扩宽了热声发动机的适用范围.     

镁颗粒群着火和燃烧过程数值模拟

建立了一维非稳态球形镁颗粒群的着火燃烧模型, 数值模拟镁颗粒群的着火和燃烧过程, 研究表明, 颗粒群着火首先发生在颗粒群边界, 随后初始的燃烧火焰会分离为两个, 一个向颗粒群内部传播, 一个向外部传播, 最终内部火焰消失, 外部火焰维持并控制着整个颗粒群的燃烧; 内火焰向颗粒群内部传播过程中, 传播速度会逐渐加快, 且火焰温度值呈逐渐降低趋势. 分析了颗粒群内部参数和环境参数对镁颗粒群着火燃烧的影响. 随颗粒浓度的增大, 颗粒群着火时间略有增长, 但火焰传播速度更快, 燃烧稳定时火焰球尺寸也更大. 颗粒群初温越高, 则颗粒群着火时间越短, 火焰传播速度也会加快, 但燃烧稳定时火焰球尺寸基本不变. 环境温度对颗粒群着火燃烧的影响较复杂, 环境温度越高, 颗粒群着火时间越短, 但火焰传播速度却越慢, 燃烧稳定时火焰球尺寸变化很小. 颗粒粒径和辐射源温度对颗粒群着火燃烧的影响较显著, 颗粒粒径越小或辐射源温度越高, 则颗粒群着火时间越短, 火焰传播速度越快, 燃烧稳定时火焰球尺寸也越大. 数值模拟结果与文献中试验结果相一致. 关键词： 粉末燃料冲压发动机 镁着火燃烧 颗粒群     

物理学与发展中的航天能源技术

 在人类开发太空、利用太空资源的航天活动中,航天能源是不可缺少的。无论是航天器的发射,在空间进行的姿态控制、轨道修正,还是航天器上各种电子设备的正常运行,都需要能源。由于航天器的特殊工作环境和工作性质,军事航天能源必须具有重量轻、无振动、寿命长、性能稳定等特点。物理学为航天能源的发展奠定了重要的理论基础。目前,人们正在不断地提高航天能源的利用效率,开发新的航天能源。一、火箭发动机火箭发动机是利用反作用推进原理产生推力的,是运载火箭的动力系统。可根据航天器在不同的运行过程需要的不同推力和工作环境,选取不同类型的火箭发动机。