先进航空发动机核心关键技术
程荣辉1,张志舒1,阮文博1,王建锋2 (1.中国航发沈阳发动机研究所;2.中国航发控制系统研究所)
摘要:航空发动机是实现先进战机作战能力全面提升的核心关键,先进战机对航空发动机高性能、高可靠性、长寿命、良好维护性等方面的要求不断提高,给航空发动机技术和产品发展带来了重大挑战。针对先进战机对航空发动机在综合控温、转子结构系统稳健性、全权限数字控制、飞发综合热管理、健康管理、推力矢量、高隐身等7 个方面的核心技术需求,研究分析了实现需求的技术途径和主要关键技术,可为先进航空发动机发展提供技术支撑。
关键词:综合控温;转子结构系统稳健性;全权限数字控制;飞发综合热管理;健康管理;推力矢量;高隐身
目录介绍
1 综合控温技术
1.1 基于整机环境下部件真实特性的燃气平均温度调控方法
1.2 核心涡核控制燃气峰值温度的调控方法
1.3 基于涡轮叶片载荷优化的燃气温度分布调控方法
2 转子结构系统稳健性技术
2.1 结构系统稳健性关键因素识别
1)高转速下转子基频振动幅值偏大
2)发动机在物理转速稳定状态基频振动突升突降
3)高低压转子振动耦合频率
4)中介轴承调制频率
2.2 多界面连接转子及支承结构稳健设计
2.3 高转速高负荷转子系统结构状态装配控制
2.4 振动特征变化与构件损伤失效监视和预判
3 全权限数字控制技术
3.1 高安全性、可靠性、维护性数控系统
3.1.1 双通道热并行
3.1.2 泵备份
3.1.3 智能容错控制
3.2 成附件高可靠性设计
3.2.1 燃油泵耐磨抗疲劳设计
3.2.2 燃油调节装置多余度耐污染设计
3.2.3 高可靠性传感器设计
3.3 机载自适应模型控制
3.3.1 建模
3.3.2 基于机载模型的控制
4 飞发综合热管理技术
4.1 高精度热管理飞发联合仿真
4.2 燃油附件耐高温能力
1)燃油泵高温密封可靠性设计技术
2)离心式燃油泵叶轮抗汽蚀能力提升技术
3)大流量电动燃油泵技术
4)柱塞泵摩擦副耐高温设计技术
5)电液伺服阀抗“温漂”能力提升技术
4.3 高换热效率燃滑油散热器
5 健康管理技术
5.1 气路故障诊断
5.2 振动故障诊断
5.3 滑油系统故障诊断
5.4 寿命管理
6 推力矢量技术
6.1 复杂空间多自由度运动机构设计
6.2 高热负荷下全环冷却热防护设计
6.3 出口面积可调的矢量喷管控制规律设计
7 高隐身技术
7.1 航空发动机高隐身总体构型设计
7.2 与进气机匣一体化的吸波导流体
7.3 与涡轮后机匣一体化的加力燃烧室
7.4 与飞机后机身一体化的异形喷管
7.5 宽频强隐身材料
8 结论
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