军用发动机控制系统技术分析及改进研究

控制系统是航空发动机的重要组成部分。文章对国外航空技术强国,特别是美国和俄罗斯的航空发动机控制系统技术的发展历程进行了分析,着重介绍了某发动机控制系统的技术特点。针对该发动机控制系统提出了数字化改进方案,可以有效减轻控制系统重量,挖掘发动机潜力,并提升发动机性能。从航空发动机控制系统的发展历程可以看出,全权限数字电子控制技术(FADEC)是航空发动机控制系统发展的必然趋势,会对航空技术的发展产生巨大的推动作用。     

海拔对离心泵吸入性能的影响

海拔对离心泵吸入性能影响较大,但对应关系不明确。为定量分析海拔与离心泵吸入性能的关系,需进行泵高原工作吸入性能实验。海拔与真空度关系密切,利用控制泵吸入口真空度的方法,开展泵高原工作吸入性能模拟实验,获取各工况下泵吸入口持液率数据,并绘制曲线图。实验结果表明：海拔每升高500 m,泵吸入口持液率下降2%~5%;随着海拔的提升,泵吸入性能下降速率加快,工作状态趋于不稳定。     

典型机舱火灾喷雾冷却效果数值仿真

针对船舶机舱火灾喷雾冷却效果问题,分析了机舱封闭环境中喷雾灭火的传热传质过程,构建并设置了具体的船舶机舱典型火灾环境;结合船舶机舱火灾发生条件下可能遭遇的典型故障状态,运用火灾动力学软件进行了数值仿真,进一步分析了喷头压力、数量以及火源位置等单因素和多因素耦合作用对船舶机舱喷雾系统冷却效果的影响,并给出了一种验证喷雾系统控制火灾能力的仿真计算方法.仿真分析表明:该方法可以模拟机舱喷雾灭火过程,对于分析并掌握救援过程中船舶机舱温度场的变化具有应用价值.     

运载火箭芯级与助推级分离的数值模拟

采用动态重叠网格方法和双欧法,耦合求解非定常流动控制NS方程和6DOF运动方程,数值模拟运载火箭助推级和芯级的自由分离过程和附加外力作用下的强迫分离过程,并对芯级、助推级分离的主要影响因素进行分析。数值结果与试验结果吻合,表明动态重叠网格方法能正确预测火箭芯级与助推级间复杂的流动现象。根据数值模拟结果,给出助推级在不同分离工况下的分离参数及分离规律。     

液体储罐泄漏数学模型的改进研究

在液体储罐泄漏过程中,罐内压力是随泄漏时间变化的量,泄漏强度也随罐内压力而变化,但在已有对液体流泄漏数学模型的建构中,在后果计算时没有全面考虑罐内压力以及罐内液体闪蒸导致空间的物质量,获得的结果用于后果评价,就必然与实际情况存在偏差.应用数学方法,对液体泄漏模型进行改进,改进后模型把罐内压力以及罐内空间的物质量作为变量,可较真实模拟出泄漏时泄漏强度、储罐内气体压力及泄漏量随时间变化的大小情况,并模拟了孔洞液体泄漏,得出不太可能发生灾难性事故的结论.     

射流角度和壁面曲率对撞壁液膜的影响

射流角度和壁面曲率是空间液体火箭发动机液膜冷却设计的重要参数,通过实验研究了入射角和壁面曲率半径对射流撞壁液膜形态和液膜厚度的影响;实验中液膜厚度的测量采用探针法法测量。对射流撞壁的溅射现象进行的分析表明,射流由壁面附着状态转变为液滴飞溅状态的临界We数为214.1,射流撞壁后由附壁状态转变为溅射状态的临界入射角度为23.1°,根据液体火箭发动机冷却的需要可以选择合适的射流角度。     

气象探空火箭气温测量不确定度评估方法

在气象火箭测温修正模型基础上,通过误差分析理论,对温度修正及其不确定度评估方法进行研究。根据火箭探空仪在空中下落过程中大气密度变化规律,建立温度修正数学模型,推导得到温度修正公式。根据误差理论,分析影响温度修正的八项误差因素,并逐项给出温度修正误差表达式。以气象火箭实测数据为例,运用上述公式,对探空火箭温度反演不确定度进行分析计算。结果表明:温度反演不确定度在50~60 km较大,最大为3.6 K;40~50 km不确定度为0.3~0.9 K;40 km以下,不大于0.3 K。影响温度不确定度的因素主要是气动加热修正项、滞后效应修正项、结构热传导修正项和传感器对环境热辐射修正项。数据处理时采用参考大气或标准大气仅进行一次修正是不够的,需进行迭代修正,单次修正结果与迭代修正结果差异最大可达5.6 K。     

某型火箭弹引信惯性保险机构可靠性改进设计

针对某型火箭弹引信在靶场试验过程中出现的瞎火现象,对其惯性保险机构进行了改进设计,并通过激活击针簧抗力分析和钟表机构走动时间变化分析对惯性保险机构的作用可靠性及安全性进行了验证。实践证明,该方法在大大提高作用可靠性的基础上降低了工艺难度,具有良好的军事经济效益。     

车用再制造发动机验收检验台架磨合规范试验研究

对未经磨合的再制造发动机新品进行动力性能试验,试验结果与原机标准相差较大,经分析后认为未进行充分磨合是性能不达标的主要原因。针对再制造发动机的出厂验收技术特点,制定了小负荷循环磨合规范,并对起初推断进行了试验验证。根据磨合过程中发动机动力性能的变化规律,通过试验对磨合规范进行了优化,总结出了快速有效的台架磨合规范。试验结果表明：快速磨合规范不仅能够提高磨合效率,而且保证了磨合效果。     

基于投影寻踪模型的装甲输送车发动机磨损监测

为分析某型装甲输送车发动机的磨损状态,针对油液监测中元素多、数据维数高的问题,应用投影寻踪法,对油液监测标准和监测样本进行分析,建立了投影寻踪模型,确定了投影特征值变化区域与磨损状态分类的对应关系,拟合了摩托小时和投影特征值的关系,实现了对监测样本的评价和对发动机状态的预测,为降低维修成本、实现装备预防性维修、提高战备完好率水平提供科学依据。