摘要：动力电池是电动化飞行得以实现的重要组成部分,其技术层次和安全水准对电动垂直起降飞行器(Electric Vertical Take off and Landing aircraft,eVTOL)的商业化推广尤为重要。本文在典型飞行任务下,研究电池性能对eVTOL飞行器的运营性能、适航性能和安全性能的影响。利用开源软件SUAVE(Stanford University Aerospace Vehicle Environment,SUAVE)对复合翼eVTOL进行了整机与动力总成的建模,利用故障树分析(Fault Tree analysis,FTA)方法对动力总成进行了安全性分析。通过仿真,发现在现有电池技术水平下,电池的放电倍率约束是决定电池性能需求的关键限制条件,针对本文设计的eVTOL,372 Wh/kg是满足所有安全约束的最低能量密度,在使用过程中电池容量的衰退是设计者选择电池能量密度的重要参考指标。单独改善电池的可靠性对动力总成可靠性的提升是有限的,但电池性能的衰退将使电池成为动力总成失效的主要因素。通过FTA发现本文搭建的典型动力总成失效率为1.524×10^(-7),接近SC-VTOL-01中单座飞行器的基础级灾难性故障率要求。

摘要：针对电喷系统在小型汽油发电机组的应用中存在的机械调速方式无法与电喷系统相耦合以及调节滞后、调节精度差的缺点,提出了基于负载的前馈PID转速控制策略,并设计了适用于电喷系统的数字调速器。详述了调速器的控制策略,给出了调速器的硬件设计方案以及关键的电机驱动电路、电流采样电路以及角标捕捉电路,给出了调速器的软件设计的具体流程,并结合电喷改装的汽油发电机组,通过硬件在环、台架实验,利用工程整定方法对调速器中PID参数进行整定和优化。实验结果表明,稳态时,发电机组转速波动小,稳定性好;瞬态时,调速器动作迅速,对负荷突变适应力强,尤其在突加、突卸100%负荷时,转速波动在8%以内,稳定时间小于5s,调速性能满足ISO标准。

摘要：射流点火是实现稳定的稀薄燃烧,大幅度提升发动机热效率的有效技术途径。该文利用设计的一种射流点火器,对气相射流点火(GJI)的燃烧开展研究,揭示了主动式射流点火(射流室内有补充燃料)和被动式射流点火(射流室内无补充燃料)的燃烧和排放特性。结果表明:相比于被动式射流点火,主动式射流点火将过量空气系数拓展至2.0,热效率提升1.5%;进一步引入废气再循环(EGR)后,热效率提升至44.5%。主动式射流点火时,最高热效率点NOx排放较被动式射流点火下降低66%,THC及CO排放的增加使燃烧效率降低3%;引入EGR后,NOx进一步降低79%,燃烧效率保持稳定在96%。