摘要：详细介绍了磷光测温技术的物理机制、测量方法、常用材料及制备工艺,并从磷光材料及其制备工艺、温度测试方法及系统、发动机环境下信号传输方案三个层面梳理了磷光测温技术在航空发动机热端部件表面温度测试领域的发展历程和研究动态。通过对航空发动机热端部件磷光测温技术研究进展的全面分析,充分验证了磷光测温技术与待测面发射率无关,受复杂燃气组分吸收散射影响小,可测量半透明介质内部温度场的独特优势,凸显了磷光测温技术在航空发动机极端环境下热端部件瞬态温度场测试中的应用潜力,有望实现更高的测温范围和测试精度,支撑新一代航空发动机的精细化设计。

摘要：针对早期旋转盘腔换热特性研究中常忽略压缩性和耗散效应影响的研究方法,在定几何、常物性、可压缩、有耗散假设下,对描述旋转盘腔系统的控制方程进行了无量纲分析,得到除无量纲空间位置外的7个无量纲准则数。利用数值模拟的方法探究了中心进气转静系盘腔换热特性对7个无量纲参数的敏感性。结果表明:在本文研究的某些工况内,反映进口耗散效应的埃克特准则与反映转盘热边界的基比切夫准则以及固体的无量纲导热系数对努塞尔数的影响程度与旋转雷诺准则同量级。根据本文分析结果,给出了早期旋转盘腔换热特性研究成果在先进航空发动机旋转盘腔设计工作中应用的注意事项和工程建议。

摘要：为了考察用于压气机设计的三维计算软件的准确性,对一个低速大尺寸的单级大小叶片轴流压气机进行了计算与流动测量,基于可压缩流动,并在流动细节的层次上全面地考察了计算程序的准确性。结果表明:所用的计算程序对压气机设计点的计算较为准确,流量和压比的准确度可达1%,但对失速裕度的预估能力不足。计算程序对于内部流动细节,尤其是二次流动的模拟不够好,当压气机工作于非设计工况时,这些流动细节计算的不准确会导致整体性能上较大的偏差。

摘要：为了精确设计多相煤油喷嘴,以应用于采用冷却涡轮冷气技术的航空发动机,采用轴对称的模拟喷嘴,在不同的固定喷射压力下,通过调节燃油温度,获得了亚/超临界的燃油流量变化规律。根据煤油相态的分区理论,将流量曲线分为液相区、气液两相区和超临界区,分析不同相态航空煤油流量随喷射状态变化的作用机制,分别给出液相区和超临界区的流量计算方法及气液两相区流量系数的拟合关系式。结果表明:在喷射温度从常温至750 K的范围内,流量在液相区缓慢降低,在气液两相区加速下降,最后经“拐点”温度后进入超临界区缓慢下降。计算结果与试验值最大误差为3.8%,拟合式的相关系数平方为0.947 8,该结果可作为多相喷嘴设计的计算依据。同时获得的流量数据,可以作为喷嘴下游喷射结构的研究的边界条件,支撑先进航空发动机设计研发。

摘要：为了研究旋转涡轮叶片内部冷却通道的换热特性,将叶片内冷通道简化为带90°直肋的旋转双流程方通道,通过旋转加热实验的方式研究了温度比对旋转直肋双通道换热特性的影响。实验进口雷诺数范围为1×104~5×104,旋转数范围为0~2.02,实验平均温度比分别为0.11,0.16,0.20。研究结果表明,与光滑通道实验数据相比,90°直肋削弱了旋转对换热的影响,同时破坏第二通道后缘面附近的不稳定二次流,造成后缘面换热弱于前缘面;温度比是通过改变冷却空气物性与通道内浮升力对旋转通道换内热特性产生影响,温度比的提高引起的物性变化对通道换热具有削弱作用,静止情况下温度比0.20对应的换热与温度比0.11相比,被削弱程度可达16%,而浮升力对换热具有增强作用;低旋转数下,由温度比引起的浮升力作用与物性作用相互中和,高旋转数下温度比的增大对通道换热特性的增强作用更加明显,并且第二通道换热特性受温度比变化影响较第一通道小。

摘要：为了在航空航天领域更好地利用形状记忆合金(shape memory alloys,SMA)的形状记忆效应和超弹性两方面的突出力学特性,综述了SMA在材料与工艺、本构模型、形状记忆效应应用和超弹性应用方面的研究进展。主要探讨了NiTiHf、NiTiAu等三元高温合金、SMA热处理工艺和3D打印工艺、形状记忆效应和超弹性本构模型、利用形状记忆效应设计的SMA丝、管、弹簧和带驱动器、利用超弹性设计的减振器、自适应结构等在航空航天领域的应用研究特点,并指出当前存在的不足。该研究结果表明:随着材料、工艺、控制、信息技术的融合发展,SMA的应用研究将向着更宽的工作温度范围、结构多样化以及智能化方向发展。

摘要：通过模型分析结合数值模拟,对某三级低压风扇不同工况叶尖间隙变化规律及其对风扇气动性能的影响展开研究.根据叶尖间隙预估模型计算发现,三级低压风扇叶尖间隙变化具有主要与转速相关,同一转速下从堵塞点到近失速点叶尖间隙的变化并不大的特点.针对这一特征,提出了评估叶尖间隙变化对稳定裕度影响的方案.通过对使用冷态装配间隙和模型预估运行间隙分别进行全工况特性线数值仿真,结果发现:转速越大,叶尖间隙变化导致的影响也增大.在该三级低压风扇100%设计转速,叶尖间隙变化会带来0.5%进口流量、0.5%最大绝热效率以及5%稳定裕度的差异.

摘要：针对涡轮叶片高效冷却和安全可靠的发展要求,基于代理模型的优化方法,对冲击发散冷却典型结构参数气膜孔倾斜角、气膜平板高度、冲击距、气膜孔与冲击孔孔间距、孔径比对冷却结构综合冷却效率和最大热应力特性进行敏感性因素分析,并以最大化冷效、同时提高冷效并降低最大热应力两种优化方案进行优化。研究结果表明:高热应力区域出现在气膜孔附近,气膜孔倾斜角是影响综合冷效及最大热应力的主要影响因素。综合冷却效率和最大热应力两个优化目标存在竞争关系。通过多目标结构优化,冲击发散冷却结构综合冷效提高2.9%,最大热应力降低12.5%。

摘要：以双外涵和三外涵两款典型的涡扇发动机的变循环压缩系统为研究对象发展了一个基于流线曲率法的一体化通流设计方法,以期简化变循环压缩系统的设计流程,缩短设计周期.通过一个三外涵变循环压缩系统的设计实例,验证了方法的正确性和程序的功能完整性,得到了以下主要结论:1第1,2外涵道的连通使压缩系统各部件之间的气动关系变得复杂,正确处理各部件之间的匹配关系是一体化设计的关键;2流线曲率法适用于变循环压缩系统的通流设计,其流量边界条件可方便地用于模拟前可调面积涵道引射器的调节功能;3第1,2外涵道的掺混过程对上游叶片区域的流场影响微弱,采用简单的掺混模型能够满足计算需求.

摘要：针对凹槽叶尖流动机理及组织方法,考虑冷却的凹槽叶尖气动与传热特征分析和凹槽叶尖泄漏流动的模化等相关工作的研究进展进行了简要总结。已有的研究表明:凹槽内部的流动对传热有明显的影响;凹槽内的冷却气与泄漏流动存在较强的相互作用,合理的凹槽形状和喷气孔位置可以有效提升叶尖的气动效率并降低热负荷;叶尖的加工和气动参数的不确定性会显著影响凹槽叶尖性能;通过对凹槽内流动结构进行模化,得到的考虑喷气的可压缩条件下的凹槽叶尖性能预测模型经过了实验和数值模拟的结果验证,可以有效评估凹槽叶尖性能,并为工程设计提供参考。