摘要：针对涵道风扇电机的轻量化高效散热需求,提出基于涵道风扇内部流场的强迫风冷散热方法,设计了肋片高度为3 mm、6 mm、9 mm和12 mm的四种风冷散热结构,应用工程估算和CFD方法对不同风速下散热效果进行对比分析,搭建实验平台开展地面试验验证。结果表明,在桨毂上增加散热肋片能够有效提高散热效率,壁面温升可降低至无肋片模型的74%、55%、44%、35%;对于轴向风冷,肋片能显著强化散热,但是存在温度不均的问题。工程估算和CFD方法对电机的带肋表面风冷散热分析有较好的精度,可用于涵道风扇电机的温升预示,为涵道风扇推进系统的使用提供依据。根据分析结果提出了高功率密度电机强化散热的研究方向。

摘要：为使大推力航空并联混合动力推进系统在考虑节能减排效益的同时,充分挖掘涡轮电气化后部件的性能提升潜力,本文依托某并联混合动力齿轮传动涡扇发动机(Parallel hybrid geared turbofan,PH-GTF)推进系统概念模型,在“发动机主燃油闭环+电动力系统转矩补偿”控制结构下,针对典型飞行航程所包括的低功率工况段、起飞爬升段、巡航段、下降段,分别设计了相应的能量管理策略,并基于不同飞行工况在全航程内进行调度。通过典型飞行航线下的数字仿真及硬件在环(Hardware in the loop,HIL)仿真验证,结果表明,相较于未采用混合动力改型的基线GTF发动机,应用所设计综合全航程能量管理策略的PH-GTF推进系统,该航线下总燃油消耗量和NO_(x)排放量分别降低5.70%和10.72%,其中在低功率工况下,可变放气活门(Variable bleed valve,VBV)可以减小54.35%的排气量;在航空节能减排所重点关注的等高等速巡航段,耗油量和NO_(x)排放量分别降低18.93%和30.19%。所设计综合全航程能量管理策略兼顾了部件性能提升和节能减排效益,符合未来绿色航空推进系统的设计理念。

摘要：针对传统的裕度评估标准难以直观地体现飞机端干扰量对发动机的控制耦合性问题,在飞发一体化架构下开展了航空发动机控制裕度及相应的评估准则研究。基于一种可以在有限频域内采用几何图解法进行控制性能改进的控制理论“几何设计法”,本文提出一种新的发动机控制裕度定义方法及评估准则,包括构造满足需求控制裕度的控制器求解方法、评估对比不同控制器的控制裕度和评估固定结构控制器的控制裕度。以某型宽速域组合动力(TBCC)航空发动机作为研究对象,在亚声速巡航典型工况下,基于几何设计理论所设计的控制器,控制性能可以达到控制裕度理论极限的99.61%。部件级模型仿真结果表明,相比于传统比例积分(PI)控制器,基于几何设计理论所设计的控制器的推力控制裕度和综合控制裕度分别提升了7.3%和5.9%,验证了所定义的控制裕度及其评估准则在解决飞发一体控制耦合性问题的有效性。