摘要：风洞试验是进行民用飞机机体噪声研究的重要手段。为了满足航空飞行器低噪声设计在大型风洞中进行气动噪声试验的需求,中国航空工业空气动力研究院建设了FL-10大型低速风洞全消声室。通过在FL-10风洞试验大厅壁面安装吸声尖劈、对洞体外表面进行声学处理、对支撑系统进行隔声处理、对消声换气窗进行降噪处理等手段,建成了气动噪声风洞试验所需的声学环境。按照国家标准中给定的方法,利用张线方法实现了校准声源的布置,测量了消声室内沿不同路径、不同频率噪声的衰减规律,表明FL-10风洞消声室自由场特性达到了相应标准的要求,为后续在该风洞中进行大尺寸机体模型噪声试验奠定了基础。

摘要：机体噪声控制是当前民用飞机降噪技术研究的热点,增升装置的襟翼边缘噪声是机体噪声的重要组成。为了研究增升装置降噪技术,以L1T2翼型增升装置为对象,设计了两种不同偏角下的连式襟翼模型,通过声学风洞试验对其降噪效果进行研究。采用传声器相位阵列以及远场线阵等测试设备,结合波束形成、声压级积分、频谱分析等分析方法,研究了不同襟翼偏角和迎角下L1T2增升装置气动噪声特性以及连式襟翼的降噪效果。研究表明:襟翼偏角0°/30°时,襟翼边缘噪声成为L1T2翼型襟翼噪声的主要噪声源,并随着迎角的增大而增大;襟翼偏角为0°/20°和0°/30°时,连式襟翼均能产生明显的降噪效果,且偏角越大,降噪效果越明显;此外,连式襟翼的降噪效果随着迎角的增大略有减小。

摘要：为适应日益增多的低速风洞全模阵风试验的需要,发展阵风试验技术,在航空工业气动院FL-10风洞研制了一套双自由度支撑装置,该装置放开了模型升沉和俯仰方向的较大运动自由度,实现了飞机刚体运动模态的模拟。装置主要结构为“钢梁+小滑车”,小滑车可在钢梁上自由滑动,避免了采用滑轨形式导致模型运动过程中出现卡滞现象;采用整流翼型与风洞上下壁板连接,减小了对风洞的破坏,降低了对风洞流场的影响;装置升沉运动高度为3 m,俯仰角范围可达±34°;升沉摩擦因数小,机构变形量小,具备模型防护功能。应用该装置成功开展了民机阵风载荷减缓试验,证明了装置设计合理,可以应用于低速全模阵风试验。

摘要：针对航空发动机风扇管道径向声模态模拟与测试问题,研究了径向声模态模拟技术以及径向声模态识别技术。采用基于径向排布的声源阵列形式,调节阵列预设的各扬声器幅值及相位实现径向模态声源模拟。建立声源管道下游多圈环形阵列,根据阵列位置信息构造求解模态的传递函数矩阵,运用Tikhonov正则化方法减小传递函数矩阵的条件数,从而实现径向声模态识别能力。通过理论推导和数值计算,设计风扇管道径向声模态试验装置,并在消声室进行试验验证。通过试验验证了该系统具备周向4阶以内,径向2阶以内的径向声模态模拟与识别能力。

摘要：复合材料在桨叶上广泛应用的同时使桨叶的受力、刚度特性比传统的桨叶更为复杂。为了降低桨叶工作时动应力和旋翼的振动水平,有必要对旋翼桨叶进行动力学特性分析。对旋翼总体参数及桨叶气动参数进行设计,采用CFD方法对旋翼悬停状态进行气动特性分析,将桨叶三维非线性弹性模型分解为二维线性剖面模型和一维非线性梁模型进行动力学特性分析。结果表明:该旋翼能够成功拉起230 kg级无人直升机,悬停效率大于0.65,工作转速下桨叶的固有频率与8阶以下的气动激振力频率保持一定的范围,避开了转速共振区,满足桨叶动力学设计要求。

摘要：螺旋桨滑流带来的复杂气动力影响目前只能在风洞试验中获得,为了准确测量气动力从而获得螺旋桨滑流的影响量,使用旋转轴天平直接与螺旋桨相连并高速同步旋转进行风洞试验;对旋转轴天平的试验原理、数据处理方法进行了深入研究,设计开发了风洞旋转轴天平信号处理系统;综合考虑了信号衰减、电磁环境等干扰问题,通过时钟背板触发启动采集,保证了信号采集的同步性,系统整体处理精度等指标都满足试验技术要求;还创新性地开发出了风洞动态数据连续测量技术,大幅提高了试验效率;经过多次风洞试验测试,实现了对旋转轴天平信号的调理、采集和处理功能,为高效率、低噪声的先进螺旋桨设计和涡桨飞机气动噪声设计提供了技术支持。

摘要：离心叶轮叶片在高速旋转时容易因裂纹扩展出现断裂破坏。由于叶片几何形状和载荷均很复杂,采用公式法计算I型裂纹的应力强度因子不可避免地存在着误差。扩展有限元法分析应力强度因子虽精度较好,但一般要花费大量的计算时间且有时收敛困难。首先基于ABAQUS软件扩展有限元法模块,仿真分析了不同的裂纹起始位置和裂纹长度下的叶片裂纹尖端应力强度因子,得到其与裂纹长度和起始位置的关系。接下来,基于断裂力学理论知识,检验了公式法估算应力强度因子的准确度。最后,以扩展有限元法的仿真结果为训练数据,以叶片裂纹位置和裂纹长度为输入参数,建立了裂纹尖端应力强度因子的多层反向传播人工神经网络(back propagation artificial neural network, BP-ANN)。算例表明,BP-ANN的预测精度优于公式法,并可有效减少扩展有限元法的仿真次数,推进断裂力学在离心叶轮可靠性设计中的应用。

摘要：声学风洞试验是进行飞行器、汽车等气动噪声机理研究、降噪设计验证和获取声学性能数据的重要手段。针对我国大型客机等航空器对声学风洞机体气动噪声试验的需求,从噪声源识别算法、麦克风相位阵列设计、洞壁干扰修正和支架干扰修正等方面进行了研究,并采用某民机模型在FL-10风洞完成了试验技术的验证。试验结果表明,本文采用的噪声源识别算法、洞壁干扰修正方法是有效的,提出的麦克风相位阵列设计方法、低噪声支架设计方法等有效提高了气动噪声风洞试验精准度,试验数据与国际标杆风洞具有可比性,表明我国基本掌握了机体气动噪声风洞试验技术。

摘要：为准确评判飞机螺旋桨的性能及其在全机模型下的综合影响气动力,通过高速旋转轴天平风洞实验,测量某飞机螺旋桨气动力及全机气动影响。结果表明,数据采集方法能够获得可靠、稳定且快速响应的旋转轴天平载荷数据。在相同雷诺数下,随着拉力系数增加,螺旋桨滑流的存在,增加了滑流区机翼附面层能量,可有效抵抗机翼后缘逆压梯度,从而推迟失速迎角,提高模型最大升力系数;但滑流的存在,也增加平尾的下洗角,降低飞机的纵向稳定性。该研究可为飞机设计研制提供重要有效数据保障。

摘要：为实现环境模拟风洞风速性能指标,对动力系统进行了设计;介绍了环境模拟风洞的气动轮廓构型,阐述了动力系统的工作原理,包括主驱动回路、散热辅助系统和控制系统,给出了10 kV 4 MW动力电机的计算选型过程并分析了电机特性曲线;采用高压变频器实现了动力系统的调速驱动,通过48脉冲整流完美无谐波矢量变频实现高品质的电能利用;通过基于Modbus TCP现场总线协议,实现了主控计算机、本地控制系统的实时通讯和数据交互,给出了控制系统软件工作流程;通过不同构型风洞喷口试验,分析研究了最大风速和极端温度负荷工况条件下,轴功率随试验温度的变化关系、电机温升特性以及稀油站供油压力与轴升的关系;实验测试结果表明,本系统对于环境模拟风洞有较好的风速、温度匹配性能,对于开展相关实验具有优良环境适应性。