高速飞行器空气涡轮发电系统仿真与评估

[ ]针对高速飞行器的高空发电问题,提出了一种以高温高压的冲压空气作为工质的预冷—两级膨胀的空气涡轮发电系统。采用理论分析计算与软件模拟仿真计算相结合的方法,建立了高速飞行器空气涡轮发电仿真模型,对空气涡轮发电系统进行性能分析,并采用起飞总质量法对发电系统进行评估分析。结果表明,高速飞行器在飞行高度30 km和飞行马赫数为6的飞行条件下,发电系统所需冲压空气0.0945 kg/s,在换热器处与JP-7燃油充分换热,使得涡轮前冲压空气温度降低至1196.36 K,保护涡轮不受高温损伤,同时发电系统可以稳定输出28.2 kW电量供用电系统及用电设备使用,此外,经换热后的燃油进入发动机,在很大程度上提高了系统的经济性。     

飞机发明110年

飞机,是指具有固定机翼(不同于旋翼机),能在大气中靠自身动力飞行(不同于滑翔机)、密度大于空气(不同于气球或气艇)的航空器。作为动力的核心,飞机发动机有很多种,包括活塞发动机、燃气涡轮发动机(包括涡轮、涡喷、涡扇、涡桨等几种)、冲压发动机等三大类主流发动机,及其他发动机(包括火箭发动机、脉冲发动机、航空电动机)等。兄弟俩的发明飞机是人类在20世纪初所取得的最重大的科学技术成就,有人将它与电视和电     

基于飞行马赫数和高度控制的逆升压电子设备冷却系统

该文介绍了国内最具有代表性的机载电子设备冷却系统的2种形式,即冲压空气冷却系统和逆升压冷却系统。冲压空气冷却系统适用于飞机低速飞行时的机载电子设备冷却,逆升压冷却系统适用飞机高速飞行时的机载电子设备冷却。当前逆升压系统温度控制采用3点温度控制方法,该系统温度控制方法从冲压空气于基于飞行速度和高度的递升电子设备冷却系统的控制方案。     

动态数值仿真在飞机环控系统中应用

现代飞机环控系统一般由压气机、涡轮和多个换热器组成,结构复杂,热惯性大,对干扰和调节作用的响应较为复杂,不便于理论分析.因此采用差分方程、线性回归等方法建立了换热器、涡轮、压气机等附件及系统整体的动态数学模型,并应用于一种国际上较为先进的飞机环控系统--动力涡轮驱动的闭式空气循环系统的仿真计算.初步分析了该系统的扰动特性、调节特性和控制规律.     

基于油田单井的多能互补分布式能源系统优化

对集油管线输运、单井储油罐拉油两种生产模式进行建模并实现动态模拟,进一步探究了两种模式的加热负荷变化规律及最优加热参数的确定。分别设计了单井集油管线输运及储油罐拉油两种生产模式的分布式能源系统方案,包含水套加热炉、电伴热、太阳能集热装置、太阳能蓄热装置、空气源热泵。对5种热源进行热力计算,在此基础上建立两种分布式能源系统目标函数及约束条件,对两种分布式能源系统进行优化,给出不同模式、不同季节、不同时刻所需电伴热占比,可达到对热源的合理利用,使得投资费用与运行费用最小,同时对几种分布式热源进行了经济性分析。     

论A320飞机油箱空气惰化系统及维护

现代化交通行业发展中,人们越来越重视航空事业的发展,特别是飞机的安全飞行,面对层出不穷的飞机油箱事故问题,人们需要加强对空气惰化系统的有效研究与故障维护。基于此,该文以A320飞机油箱作为研究对象,分析A320飞机油箱空气惰化系统的组成和原理,探究系统流量操作模式,提出故障分析和处理措施。     

基于改进鲸鱼算法优化神经网络的飞机空气循环系统建模及故障分析

飞机空气循环系统在飞行过程中很容易出现故障,因此在地面上模拟仿真飞机空气循环系统有着重要意义.首先建立飞机空气循环系统仿真模型,针对该系统建立神经网络模型进行训练;引入PID控制算法调节参数以应对飞机遇到的不同飞行状况;针对神经网络模型引入鲸鱼算法,并运用烟花算法、重启机制和正余弦混沌双弦算法对鲸鱼算法进行改良.结果表明:模型可以模拟飞机引气到排出过程,以及不同情况下飞机空气循环系统4个主要组件的出口温度;神经网络系统可以根据输入指标数据预测不同组件的出口温度,并分辨出飞机空气循环系统是否出现故障及哪里出现故障.改进后的神经网络训练速度加快,准确率提升,明显降低了陷入局部最优值的可能性.     

大型客机所需通信性能研究

本文介绍了大型客机所需通信性能的发展历史。分析了所需通信性能对飞机定位误差的影响,使得各个飞行阶段所需的业务通信系统中有明确的通信能要求,据此可以有效的减轻管制员的工作负荷。选取时间做衡量误差的参数,研究在通信过程中个系统性能参数对飞机定位误差影响。最后对大型客机所需通信性能的未来进行了展望。     

冲裁模具设计中机械运动的控制与优化设计

本文以冲压工艺过程中机械运动对各种冲压工艺运动的影响进行分析,提出了在冲压模具设计时对机械运动的控制与运用,使设计的模具能准确的完成和实现冲压工艺所需的运动,保证冲压件的质量。在模具设计时对机械运动进行合理的控制和应用具有现实意义。     

基于Flowmaster软件的飞机防冰系统导管仿真计算

防冰系统导管是飞机空气导管系统的重要组成部分,承担着为飞机机翼输送高温高压气体的重要任务。防冰系统导管内的传热和流动特性是飞机空气导管设计的关键问题。本文在研究防冰系统工作原理的基础上,基于一维流体仿真技术建立了某型飞机防冰系统导管的整体仿真模型,并对其进行了稳态分析和瞬态分析,得到了飞机防冰系统传热流动的仿真计算结果,同时考察了系统中各主要元件及节点的传热和流动特性,并对结果做了详细分析,结果表明在现有工况下防冰系统运行正常。该研究工作对于我国大型客机防冰系统的设计优化具有参考价值。     

浅谈钢板热冲压新技术

钢板热冲压是一种将先进高强度钢板加热到奥氏体温度后快速冲压,在保压阶段通过模具实现淬火并达到所需冷却速度,从而得到组织为马氏体,强度在1500MPa左右的超高强度零件的新型成形技术。文章对钢板热冲压新技术的关键装备、核心技术作了系统介绍,并指出了其使用现状和前景。     

航空发动机涡轮冷却原理分析

燃气涡轮技术包括涡轮气动设计技术、传热分析、冷却技术、工艺材料技术和实验技术等许多技术,它是一个高、新、精技术的综合体。本文介绍了航空发动机涡轮冷却控制系统及其故障检查方法,该系统功用是在接近发动机最大工作状态下,提供和撤销冷却涡轮用的附加空气流量,保证涡轮正常工作。     

西锐飞机电源系统故障分析

西锐飞机电源系统是飞机重要系统之一,为整架飞机提供通讯,导航及操纵系统控制所需电能。西锐飞机电源系统因出厂早晚有着明显差异。该文主要介绍了由两台发电机,两个电瓶和一个MCU所组成的电源系统,并针对使用维护中出现的故障进行分析。     

燃料电池发动机空气系统特性的仿真

为提高燃料电池发动机效率,需对其空气系统进行研究和优化.针对现有单级增压空气系统的不足,提出了两种采用涡轮增压器的复合式增压空气系统方案(串联式和并联式),建立了仿真模型从压力和过量空气系数这两个关键参数的角度进行对比研究.结果表明,两种复合式增压空气系统方案均能有效提升发动机整体效率和最大净输出功率,其中整体效率可提升5个百分点,最大净输出功率可提升15%, 且串联式方案比并联式方案更具效率优势.     

叶片轴截面曲线拟合方法

涡轮叶片作为飞机发动机的关键零部件,涡轮叶片和发动机高温区的零部件寿命往往是制约现代高性能航空器寿命周转的决定性因素。航空发动机零部件修复可谓是高投入、高附加值、高层次政策下的高技术产业,是一项军民通用技术。其巨大的经济利益吸引了许多国家和地区纷纷涉足此领域。逆向工程是一种高效率、低成本的新型设计方式。该文基于逆向工程技术,通过对点云数据进行测量,并对点云数据进行预处理,进而将曲面重构等技术对涡轮叶片的轴截面特性进行分析以及叶型进行拟合,为飞机发动机叶片的逆向重构提供了前提。这为航空发动机涡轮叶片损耗的有效降低和高效维修奠定了基础,具有一定的理论价值和实际意义。     

钻机柴油机二级涡轮增压系统优化与流场分析

以济柴190系列柴油机的真实尺寸和实验数据为依据,对二级涡轮增压器的改造方案进行了分析,确立了二级涡轮增压器连接方案。在GT-Power中建立发动机模型并验证了模型的可靠性,在GT-Power中对二级涡轮增压器进行仿真计算并与原机涡轮增压器进行了对比分析;建立流道模型,设置合适的边界条件对二级涡轮增压系统的内部流场进行分析,分析了原增压器和二级涡轮增压系统的压气端和涡轮端的内部流场分布和运行状况。研究发现新的涡轮增压系统较原机相比的加速性能、动力性能、低转速特性都有提高,相同时间内新增压系统的进气流量更多,使燃油的燃烧更加充分,大大降低了燃油消耗率和废气中氮氧化物的含量。     

太阳能辅助空气源热泵系统供热特性的实验分析

农村能源是我国能源体系的重要组成部分,但目前农村能源结构体系并不合理,为了解决新农村能源利用尤其是建筑建设及采暖问题,提出一种基于改造式房屋建筑的太阳能辅助空气源热泵系统并搭建了系统实验台,对系统的运行参数进行了监测和记录。本文通过对系统太阳能集热、空气源热泵及毛细管辐射等运行数据的分析,得出以下重要结论。结果表明,采用太阳能辅助空气源热泵系统的改造式住宅建筑室内温度在20℃以上,人的体感温度可以达到23℃左右;在一天的供热时间段内,太阳能集热系统的供暖时间占比为35.4%,空气源热泵供暖时间占比为64.6%,节能效果显著;该系统能够满足该类型建筑用户对住宅的采暖需求,对京津冀地区新农村能源体系的完善意义重大。     

基于遗传算法的柴油机空气系统优化研究

为了提高柴油机的燃油经济性,文章利用遗传算法对带有废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)系统的涡轮增压柴油机空气系统进行参数优化.以发动机有效燃油消耗率为优化目标,NOx与Soot排放为约束,EGR阀开度与可变截面涡轮增压器的叶片开度为优化参数,利用开发的GT-Power与Matlab/Simulink联合仿真程序进行遗传算法寻优.全负荷工况下的寻优结果表明,寻优后燃油消耗率相较于原机下降了1.21～2.42 g/(kW·h),通过遗传算法优化的空气系统参数能明显改善柴油机的燃油经济性.最后根据发动机各个工况的优化结果,绘制了EGR阀开度map与涡轮增压系统(variable geometry turbocharger,VGT)叶片开度map.     

冲压模具的控制和灵活运用

在冲压过程中,机械运动贯穿始终。各种冲压工艺的实现都有其基本运动机理,这种运动是与模具密切相关的,各种模具的结构设计和力学设计最终都是为了满足其能够实现特定运动的要求。设计的模具能否严格完成实现冲压工艺所需的运动,直接影响到冲压件的品质,所以在模具设计中应对机械运动进行控制。同时为了达到产品形状尺寸的要求,不能够拘泥或局限于各种工艺基本运动模式中,而应不断发展和创新,在模具设计中对机械运动灵活运用。     

冲压模具设计中对机械运动的控制和运用

在冲压过程中,机械运动贯穿始终。各种冲压工艺的实现都有其基本运动机理,这种运动是与模具密切相关的,各种模具的结构设计和力学设计最终都是为了满足其能够实现特定运动的要求。设计的模具能否严格完成实现冲压工艺所需的运动,直接影响到冲压件的品质,所以在模具设计中应对机械运动进行控制。同时为了达到产品形状尺寸的要求,不能够拘泥或局限于各种工艺基本运动模式中,而应不断发展和创新,在模具设计中对机械运动灵活运用。