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航空發(fā)動機論文范文第1篇

Abstract: Digital electronic control has been the main development direction of aero-propulsion control system. To grasp the design method of digital syestem, the paper focuses on the study of fuel control to different phase of aero-engine, takes the digital electronic control system as the object,and puts the fuel control as main line. Different working phrase of the fuel system control has been analyzed. Finally, the specific regulation plan was gaven.

關(guān)鍵詞： 航空發(fā)動機；燃油系統(tǒng)；數(shù)字電子控制；計劃

Key words: aero-engine；fuel system；digital electronic control；plan

中圖分類號：V233文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）17-0023-02

0引言

航空發(fā)動機的燃油系統(tǒng)用來供給發(fā)動機主燃燒室和加力燃燒室的燃油，數(shù)子電子控制時，工況燃油流量受電子控制器控制，并要求其在所有工作狀態(tài)下，保證供給發(fā)動機燃油并自動調(diào)節(jié)供入發(fā)動機主燃燒室所需的燃油量。當數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，液壓機械備份調(diào)節(jié)系統(tǒng)可平穩(wěn)同步接替數(shù)控系統(tǒng)工作自動調(diào)節(jié)主燃油流量。

1調(diào)節(jié)規(guī)律實現(xiàn)

現(xiàn)代航空發(fā)動機大都為雙轉(zhuǎn)子，且多為全權(quán)限數(shù)控系統(tǒng)。為了保持左、右發(fā)動機的匹配性，討論發(fā)動機全權(quán)限數(shù)控系統(tǒng)演示驗證樣機采用的調(diào)節(jié)規(guī)律跟原液壓機械調(diào)節(jié)規(guī)律基本一致。

1.1 穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)計劃發(fā)動機穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)計劃見表1。當?shù)蛪恨D(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N1

1.2 過渡態(tài)調(diào)節(jié)計劃

1.2.1 起動控制

2主燃油供油裝置控制回路分析

圖1為某型數(shù)控發(fā)動機主燃油控制邏輯原理圖。

航空發(fā)動機燃油系統(tǒng)在工作時，電子控制器將理論上計算的燃油流量對應(yīng)的隨動活塞位置電信號輸出到電液伺服閥，通過電液伺服閥來控制隨動活塞的位置，隨動活塞的位置由LVDT反饋給電子控制器，這樣便構(gòu)成閉環(huán)回路。當兩者有差值時就繼續(xù)輸出信號直止驅(qū)動隨動活塞到給定位置，通過改變斜盤角度來控制燃油流量。圖2給出了高壓可變柱塞泵在不同轉(zhuǎn)速下，LVDT電量與燃油流量、高壓可變柱塞泵轉(zhuǎn)速之間的二維關(guān)系曲線。

由圖2中曲線可看出，在高壓可變柱塞泵轉(zhuǎn)速一定的情況下，燃油流量隨LVDT電量的增加而增大；當LVDT電量一定時，隨著柱塞泵轉(zhuǎn)速的增加，燃油流量也在增大。從發(fā)動機的工作情況來看，柱塞泵是由發(fā)動機高壓轉(zhuǎn)子經(jīng)多級減速后而帶轉(zhuǎn)，其減速比為定值2.561，柱塞泵轉(zhuǎn)速的大小也代表著高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的大小。當高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增大時，發(fā)動機所需的熱能也要增大即燃油流量在增大。從該曲線可以看出，發(fā)動機的燃油系統(tǒng)可以實現(xiàn)較好的控制。

參考文獻：

[1]航空發(fā)動機設(shè)計手冊,第15冊，控制及燃油控制系統(tǒng).

[2]馮正平，孫健國.航空發(fā)動機小偏差狀態(tài)變量模型的建立方法.推進技術(shù),Vol.22，No.1，2001.

[3]黃宏濤.航空發(fā)動機數(shù)字控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)計劃[D].西北工業(yè)大學碩士論文，2001.

航空發(fā)動機論文范文第2篇

【關(guān)鍵詞】消喘 恢復(fù)狀態(tài) 工作原理

1 引言

發(fā)動機發(fā)生喘振時，氣流會沿壓氣機軸向發(fā)生低頻率高振幅的氣流震蕩，這種震蕩會帶動壓氣機的葉片產(chǎn)生強烈的震動，使葉片在短時間內(nèi)發(fā)生嚴重損壞或斷裂，導致發(fā)動機流道受損，嚴重導致報廢。所以消喘系統(tǒng)的完好性對發(fā)動機至關(guān)重要。

2 發(fā)動機消喘系統(tǒng)工作原理

2.1 消喘系統(tǒng)的功用

發(fā)動機出現(xiàn)喘振時能自動退出喘振狀態(tài)，所采取的措施如下：（1）短時間接通消喘系統(tǒng)的同時，轉(zhuǎn)動高壓壓氣機可調(diào)導向器葉片；（2）增大尾噴口臨界截面積；（3）接通遭遇起動，隨后恢復(fù)發(fā)動機原來的工作狀態(tài)。

2.2消喘系統(tǒng)的組成

（1）綜合調(diào)節(jié)器。綜合調(diào)節(jié)器防喘保護通道的功用是，當發(fā)動機出現(xiàn)喘振和超溫時，通過控制發(fā)動機燃油通道和幾何通道，來消除發(fā)動機喘振和超溫，并將發(fā)動機恢復(fù)到原穩(wěn)定狀態(tài)。（2）空氣壓力受感部?？諝鈮毫κ芨胁拷邮崭邏簤簹鈾C后的空氣總壓（P02）和靜壓（P2），并把空氣總壓和靜壓輸送到喘振信號器。安裝位置在高壓壓氣機九級整流葉片中間的通道內(nèi)。（3）喘振信號器。喘振信號器為變壓器式，測量壓差工作范圍0.1～2.2f/2。測量壓差PCK的數(shù)值和符號，并向防喘保護裝置傳輸電信號。安裝位置在外涵道前機匣上。（4）執(zhí)行機構(gòu)。通過接收喘振信號，完成一系列消喘動作。

2.3 消喘系統(tǒng)電氣附件工作過程

當發(fā)動機出現(xiàn)喘振征兆時，喘振信號器的輸出電壓發(fā)生變化，該輸出電壓被傳輸?shù)桨l(fā)動機綜合調(diào)節(jié)器的防喘保護裝置。

喘振信號器的輸出電壓有兩個分量：正比于壓差平均值PCK1的不變分量和正比于壓力脈動PCK2的交變分量。在防喘保護裝置內(nèi)，按照PCK1和PCK2來測量輸出電壓。

如果高壓壓氣機轉(zhuǎn)速n2

在解除“К1”指令后，“К1”指令在發(fā)動機起動自動器內(nèi)保持（8±1.6）秒。當n2

2.4消喘系統(tǒng)機械液壓部分工作過程

2.4.1噴管臨界截面面積重調(diào)機構(gòu)的工作

當發(fā)動機消除喘振系統(tǒng)工作時，油泵調(diào)節(jié)器輸出定壓油信號，該定壓油作用在噴管重調(diào)機構(gòu)活塞下腔。活塞在油壓力作用下，克服彈簧力帶動傳動撥桿上移，由于傳動撥桿與差動機構(gòu)齒輪軸不在一個平面內(nèi)，使傳動撥桿繞齒輪軸轉(zhuǎn)動，通過差動機構(gòu)帶動帶誤差凸輪的齒輪轉(zhuǎn)動，并使誤差凸輪也轉(zhuǎn)動，誤差凸輪杠桿再帶動分油活門襯筒上移，打開活塞上腔的回油路，使分油活門上移，開大噴管臨界截面面積，增大發(fā)動機壓氣機的穩(wěn)定裕度。

2.4.2高壓壓氣機導流葉片調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作

當消除喘振系統(tǒng)工作時，電磁活門通電，定壓活門來油輸入到高壓壓氣機導流葉片重調(diào)器重調(diào)機構(gòu)活塞右腔，使活塞左移，通過杠桿機構(gòu)帶動分油活門右移，作動筒活塞左腔來油，右腔回油，作動筒活塞右移，使導流葉片朝減小發(fā)動機空氣流量方向轉(zhuǎn)動，增大了發(fā)動機的穩(wěn)定工作裕度。當電磁活門斷電時，電磁活門切斷定壓活門的來油，重調(diào)機構(gòu)活塞在彈簧力作用下，恢復(fù)到原工作狀態(tài)。

3故障定位及原因分析

某日某單位，發(fā)動機地面試車檢查消喘系統(tǒng)時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速n2由85.7%下降到44.2%，渦輪后溫度下降180℃，經(jīng)過約13秒鐘后發(fā)動機參數(shù)恢復(fù)正常。進行主泵調(diào)節(jié)器放氣，經(jīng)多次檢查故障現(xiàn)象未消失。

分析故障原因有以下幾種可能性：

3.1綜合調(diào)節(jié)器故障

綜合調(diào)節(jié)器收到地面檢查儀發(fā)出喘振信號后，向電磁活門發(fā)出周期性指令：接通1.5±0.2秒，斷開0.5±0.2秒。由于綜合調(diào)節(jié)器質(zhì)量問題導致發(fā)出消喘指令持續(xù)時間出現(xiàn)問題，電磁活門接通時間過長，導致發(fā)動機切油過深。

3.2主泵調(diào)節(jié)器故障

主泵調(diào)節(jié)器液壓繼電器從結(jié)構(gòu)上保證當切油時間過長時切斷齒輪泵后高壓燃油通往主燃油分配器油路，避免發(fā)動機因切油時間過常停車。綜合調(diào)節(jié)器收到地面檢查儀發(fā)出喘振信號后，向電磁活門發(fā)出周期性工作指令。液壓繼電器時間調(diào)整層板節(jié)流器依據(jù)本身流量調(diào)節(jié)發(fā)動機切油時間長短。如果層板節(jié)流器堵塞或者液壓繼電器分油柱塞卡滯，運動不靈活將會導致發(fā)動機因切油時間過深而導致發(fā)動機停車。

3.3燃油分配器故障

油泵調(diào)節(jié)器中的定壓活門的油液通往分配器活門右邊，放油斷流活門左移，切斷了分配器活門右邊回油路，因而有壓力升高，分配器活門左移切斷了通往主、副輸油圈的油路，燃燒室供油中斷。當發(fā)動機喘振信號消失時，發(fā)動機停車活門退出工作，切斷了油泵調(diào)節(jié)器定壓活門通往分配器活門右邊的油路，放油斷流活門在左邊彈簧力作用下右移，打開分配器活門右邊的回油路，分配器活門右邊壓力下降，在其左邊油壓作用下右移，打開了通往主副輸油圈的油路，恢復(fù)向燃燒室的供油。

外場先后更換綜合調(diào)節(jié)器、主泵調(diào)節(jié)器后，地面試車檢查故障現(xiàn)象再現(xiàn)，說明該故障不是由二者引起。后更換燃油分配器后地面試車檢查消喘系統(tǒng)正常，確定該故障是由燃油泵分配器故障引起的。

4結(jié)語

航空發(fā)動機作為飛機的心臟，被譽為“工業(yè)之花”，它直接影響飛機的性能、可靠性及經(jīng)濟性，是一個國家科技、工業(yè)和國防實力的重要表現(xiàn)。而發(fā)動機內(nèi)部的每個分系統(tǒng)也都直接的影響發(fā)動機的性能，所以消喘系統(tǒng)也是保證發(fā)動機、飛機以及駕駛?cè)藛T安全性的重要組成部分。本論文對航空發(fā)動機消喘系統(tǒng)進行了原理上的講解以及結(jié)合具體故障對涉及該系統(tǒng)的各個附件進行了分析，為以后遇到此類故障提供了排故思路，也為以后其他型號的發(fā)動機的研發(fā)和設(shè)計提供了經(jīng)驗。

參考文獻：

航空發(fā)動機論文范文第3篇

【論文關(guān)鍵詞】葉片類零件  工裝設(shè)計  工序數(shù)模

【論文摘要】針對目前航空發(fā)動機典型零件一葉片類零件工裝設(shè)計現(xiàn)狀，創(chuàng)建了三維工序數(shù)模驅(qū)動的葉片類零件工裝設(shè)計系統(tǒng)，闡述了系統(tǒng)的優(yōu)點、結(jié)構(gòu)、功能、工作流程，并以ug二次開發(fā)實現(xiàn)了原型系統(tǒng)。通過在國內(nèi)某大型航空發(fā)動機公司進行應(yīng)用，大大提高了葉片類零件工裝設(shè)計的效率，縮短了設(shè)計時間。

航空發(fā)動機是飛機的關(guān)鍵部件，而葉片類零件則是航空發(fā)動機的核心零件之一，也是發(fā)動機研制和批產(chǎn)的“瓶頸”環(huán)節(jié)。其特點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、品種、數(shù)量繁多，對發(fā)動機的性能影響大、設(shè)計和制造周期長、工作量大。由于葉片類零件種類多，葉型、榫頭的形狀復(fù)雜，其工裝設(shè)計也相對復(fù)雜。有效的工裝設(shè)計可以提高工裝設(shè)計效率、提高工裝(包括零部件)重用度、縮短工裝制造周期、降低工裝制造成本。

目前工裝設(shè)計選擇的cad平臺主要以電子圖板方式在企業(yè)工裝設(shè)計領(lǐng)域使用，即人工進行工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計、參數(shù)計算，然后利用cad軟件平臺進行繪圖、出圖。其中大部分企業(yè)采用二維cad基本上只解決工裝繪圖問題，起到了電子圖板的作用，但是參數(shù)化功能不足，設(shè)計效率低。而極少數(shù)采用三維cad軟件的企業(yè)由于三維實體造型速度慢，三維實體模型虛擬裝配繁瑣，輸出符合國標的二維工程圖速度更慢等因素并沒有在工裝設(shè)計中切實的發(fā)揮出三維cad軟件強大的實體造型和參數(shù)化驅(qū)動等功能。

基于上述的工裝設(shè)計的實際情況，提出以壓氣機葉片為對象，開發(fā)工序數(shù)模驅(qū)動的葉片類零件的工裝設(shè)計系統(tǒng)。本系統(tǒng)的設(shè)計思想是基于航空發(fā)動機中不同級的葉片，很大一部分在拓撲結(jié)構(gòu)上一樣，裝夾方式也相同，只在尺寸上有差異，如圖1所示。因此設(shè)計這些葉片的工裝時，采用基于實例的三維工序驅(qū)動的設(shè)計方法，即實現(xiàn)工序數(shù)模驅(qū)動下的工裝數(shù)模自動進行尺寸調(diào)整，形成新的工裝數(shù)模，并通過設(shè)計者局部小的修改后，形成最終的滿足要求的新工裝。

1系統(tǒng)特點

本系統(tǒng)與翼寵cad彰工裝設(shè)計相比，具有以下的特點。

1．1實現(xiàn)工藝工裝并行設(shè)計

傳統(tǒng)的工藝過程設(shè)計和夾具設(shè)計過程是相分離的，通常由工藝設(shè)計部門進行零件的工藝設(shè)計，生成詳細的加工工序后，將有關(guān)信息傳遞給工裝設(shè)計部門，由它完成工裝設(shè)計。然而，建立基于面向工裝設(shè)計的工藝成熟度模型，在pdm產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理平臺上，直接使用同一數(shù)據(jù)源三維模型，定制工藝、工裝并行設(shè)計業(yè)務(wù)流程，從而實現(xiàn)工裝工藝的并行設(shè)計。

1．2三維工序數(shù)模驅(qū)動工裝設(shè)計

其核心思想是通過工序數(shù)模中包含的工藝特征信息(如基準特征信息、定位及夾緊基準信息、精度特征信息、材料特征信息和管理特征信息等)來驅(qū)動工裝中的相關(guān)組件，使這些組件在空間位置和尺寸上做相應(yīng)的調(diào)整，從而達到自動生成新工裝的目的。

1．3基于pdm的集成化工裝數(shù)據(jù)管理

基于pdm平臺，建立單一數(shù)據(jù)源的工裝數(shù)據(jù)庫，保證工裝數(shù)據(jù)的唯一性、實時性、有效性和安全性。工裝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息包括：產(chǎn)品信息、工藝信息、已有工裝信息、工裝標準件庫、典型構(gòu)架．結(jié)構(gòu)庫、加工設(shè)備接口信息，工裝設(shè)計經(jīng)驗知識等。通過對工裝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息的有效組織和利用，創(chuàng)造能讓工裝設(shè)計人員迅速、有效地掌握和借鑒已有工裝設(shè)計經(jīng)驗的環(huán)境，從而提高工裝設(shè)計速度。

2系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

基于上述特點，本系統(tǒng)以oracle為底層數(shù)據(jù)庫，以tcenterprise(pdm)為數(shù)據(jù)管理平臺，以ugnx3．0為cad支撐系統(tǒng)，采用ug／openapi對ug進行二次開發(fā)，運用參數(shù)化建模方法和專家系統(tǒng)等技術(shù)，實現(xiàn)工裝的快速設(shè)計；所有工裝數(shù)據(jù)全部基于pdm系統(tǒng)實現(xiàn)統(tǒng)一管理，保證工裝數(shù)據(jù)的唯一性、實時l生、有效性和安全性。

基于以上思路，本系統(tǒng)由工序模型設(shè)計子系統(tǒng)、工裝設(shè)計子系統(tǒng)、工裝實例添加子系統(tǒng)三部分組成，具體系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

3系統(tǒng)工作流程

系統(tǒng)采用工序數(shù)模驅(qū)動的工裝設(shè)計方法，其工作流程，如圖3所示。

3．1建立新的工序數(shù)模

這是新工裝設(shè)計的驅(qū)動力，是工裝模型進行自適應(yīng)變化的信息來源。

3．2建立典型工裝裝配體模型

這是新工裝設(shè)計的基礎(chǔ)，即典型實例模型將根據(jù)新工裝數(shù)模中的信息做相應(yīng)的變化，形成新的工裝模型。

3．3新工裝的形成過程

新工裝的形成過程主要是在新工序數(shù)模驅(qū)動下的自動化過程。首先，需要找到合適的典型工裝；然后，將這個工裝裝配體模型另存為新名字，同時修改各組件的名字；再次，將新工序數(shù)模裝配進去，執(zhí)行相關(guān)程序，使裝配體各個組件及相互配合關(guān)系發(fā)生改變；最后，手動進行某些細節(jié)的修改，從而形成最終的新工裝。

4系統(tǒng)功能

系統(tǒng)的功能主要分為三部分：工序數(shù)模設(shè)計功能、基于實例的工裝設(shè)計功能、實例添加向?qū)Чδ堋?/p>

4．1工序數(shù)模設(shè)計模塊

主要提供計算機輔助造型、數(shù)模屬性添加兩類功能。具體功能：(1)葉片零件模型葉身截型線造型功能；(2)葉身數(shù)據(jù)處理完成葉身的造型功能；(3)葉身的葉根葉尖的延伸功he；(4)凸臺的造型功能；(5)榫頭的造型功能；(6)對工序模型各部分進行布爾并運算生成工序模型；(7)向工序模型添加相關(guān)屬性等功能。

4．2工裝設(shè)計模塊

三維工序驅(qū)動的工裝設(shè)計系統(tǒng)的功能主要為：工裝設(shè)塊提供基于工序數(shù)模的工裝設(shè)。工序數(shù)模驅(qū)動的工裝設(shè)計，其核心思想是通過工序數(shù)模中包含的信息來驅(qū)動工裝中的相關(guān)組件，使這些組件在空間位置和尺寸上做相應(yīng)的調(diào)整，從而達到自動生成新工裝的目的。改設(shè)計思想中包含有三個關(guān)鍵的技術(shù)：工序數(shù)模包含的信息、工裝組件數(shù)模包含的信息、工裝裝配體的相關(guān)約束。

要達到上述目的，需要提取一些信息：

(1)工裝與工序數(shù)模之間的裝配信息，包括裝配元素和裝配關(guān)系。其中裝配元素是指裝配關(guān)系中直接裝配的那些組件的幾何元素，如工序數(shù)模的葉盆表面，工裝中定位銷球形表面等。裝配關(guān)系是指裝配元素之間以什么關(guān)系裝配在一起，如對齊、面貼合等。

(2)工裝裝配體組件之間的尺寸關(guān)聯(lián)信息。由于采用數(shù)模驅(qū)動的設(shè)計方法，所以當用一個新的工序數(shù)模驅(qū)動工裝裝配體實例時，與工序數(shù)模直接接觸的那些組件會根據(jù)工序數(shù)模包含的信息進行自動的適應(yīng)性調(diào)整，包括空間位置和尺寸。這就要求其它組件也必須在空間位置和尺寸上做相應(yīng)的變化。為此，工裝裝配體各個組件之間需要建立尺寸關(guān)聯(lián)關(guān)系。建立關(guān)聯(lián)關(guān)系的原則是：當一個組件的尺寸變化后，會影響到哪些組件的尺寸，如何影響。建立的尺寸關(guān)系用ug中的表達式進行記錄，包括兩種：裝配關(guān)系中的距離表達式和組件所對應(yīng)的part文件中的特征表達式。

4．3工裝實例添加功能

這是一個向?qū)Чぞ?，引導操作人員定義新典型工裝裝配體，并對添加相應(yīng)的屬性。

工裝實例庫中的實例是相對典型的和穩(wěn)定的工裝裝配體。實例庫的建立需要在pdm平臺下完成，要考慮實例庫和pdm之間的管理關(guān)系，以及實例庫中的實例與pdm中產(chǎn)品bom之間的關(guān)系。實例庫中工裝實例的添加、刪除、修改和查詢功能均需在pdm環(huán)境中完成。

工裝實例庫的建立需要兩方面的工作：

(1)以葉片類零件為應(yīng)用對象，對典型工裝設(shè)計知識進行總結(jié)歸納，包括：典型且可以重用的零組件、零組件的尺寸參數(shù)、技術(shù)規(guī)格、圖形、設(shè)計流程，形成相應(yīng)的夾具零組件庫和工裝實例庫。

(2)工裝實例庫的構(gòu)造使用相關(guān)參數(shù)化造型等技術(shù)，在典型工裝或?qū)Ｓ霉ぱb設(shè)計完成之后，任何新的工裝設(shè)計如果滿足一定的相似條件，就可以快速的從庫中實例派生出新的工裝設(shè)計，從而解決快速設(shè)計的需求。

5系統(tǒng)實現(xiàn)

本系統(tǒng)是以ug／nx3．0為開發(fā)平臺，下面具體介紹系統(tǒng)功能的實現(xiàn)過程。

從工藝部門接到工裝設(shè)計任務(wù)后，進入ug軟件進行工裝設(shè)計。典型工裝在pdm下進行管理，根據(jù)制造bom的結(jié)構(gòu)，這些工裝的part文件與使用它們的那些物料關(guān)聯(lián)在一起，并建立屬性信息，表明該工裝是哪道工序使用的。生成的工序模型，如圖4所示。

下面以壓氣機葉片毛坯鍛件的第一道工序—銑進排氣邊的工裝夾具設(shè)計為例，進行描述。首先，根據(jù)工藝規(guī)程和葉片毛坯鍛件圖，利用ug二次開發(fā)的參數(shù)化工序建模菜單，輸人參數(shù)和屬性添加進行工序建模，生成的工序模型和各部分名稱信息，如圖4所示。根據(jù)建好的三維工序模型，在pdm下的工裝實例庫選擇工裝類型；緊接著，在ug中打開選好工裝類型模型，然后在裝配環(huán)境下調(diào)入三維工序模型，進入ug二次開發(fā)的工裝設(shè)計菜單，根據(jù)對話框提示指出葉盆或葉背(定位點在葉盆就指定葉盆，在葉背就指定葉背)，接著通過遍歷工序模型得到工序數(shù)模驅(qū)動的新工裝模型，最后通過適應(yīng)性裝配和局部小的修改得到完全滿足需求的新工裝模型。系統(tǒng)各菜單和葉片工序數(shù)模驅(qū)動的新工裝，如圖5所示。

最后，調(diào)用符合設(shè)計條件的標準件后，根據(jù)設(shè)計信息利用ug軟件自身的建模功能進行修改達到設(shè)計要求，最后根據(jù)ug工程圖功能得到帶有標注尺寸要求的工程設(shè)計圖。

航空發(fā)動機論文范文第4篇

西安交通大學機械裝備診斷與控制研究所所長、機械基礎(chǔ)實驗教學國家級示范中心主任何正嘉，長期從事工礦企業(yè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷研究及應(yīng)用40余年，在機械設(shè)備結(jié)構(gòu)裂紋定量識別、非平穩(wěn)信號故障診斷和智能預(yù)示等方面開展了基礎(chǔ)理論研究和重要工程應(yīng)用，取得了諸多創(chuàng)新性成果，對推動我國機械設(shè)備故障診斷與運行安全保障作出了突出貢獻。

潛心探索提出故障診斷新方法

重大裝備的各類故障中，因結(jié)構(gòu)裂紋導致的失效占60%以上。裂紋這一“隱形殺手”被形象地稱為重大裝備安全運行的“癌癥”，具有難發(fā)現(xiàn)、易擴展、強破壞的特點。何正嘉帶領(lǐng)課題組于上世紀90年代中后期重點研究裂紋動態(tài)定量診斷新技術(shù)，經(jīng)過10余年的潛心研究和探索，發(fā)現(xiàn)并揭示了裂紋位置、裂紋深度與裂紋動態(tài)響應(yīng)信號之間的內(nèi)在聯(lián)系，發(fā)明了基于小波有限元模型的三線相交結(jié)構(gòu)裂紋的動態(tài)定量診斷方法，實現(xiàn)了大型回轉(zhuǎn)機械結(jié)構(gòu)裂紋動態(tài)定量診斷，解決了裂紋動態(tài)定量診斷這一國內(nèi)外故障診斷領(lǐng)域的前沿與挑戰(zhàn)性難題。

在研究過程中，何正嘉首先建立了適宜結(jié)構(gòu)裂紋故障診斷的小波有限元理論，采用多分辨多尺度小波函數(shù)替代傳統(tǒng)有限元的多項式插值函數(shù)，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)裂紋的高精度建模。最終何正嘉研發(fā)出了機械結(jié)構(gòu)裂紋定量診斷儀，可應(yīng)用于汽輪機和航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子等結(jié)構(gòu)的裂紋診斷，對關(guān)鍵設(shè)備安全運行與避免災(zāi)難性事故產(chǎn)生意義重大。

目前，該成果從基礎(chǔ)理論、技術(shù)實現(xiàn)到儀器開發(fā)，已經(jīng)形成了一整套技術(shù)，在東方汽輪機公司、某航空發(fā)動機維修廠、西門子信號有限公司、上海寶鋼等50余家企業(yè)得到應(yīng)用，獲得了良好的經(jīng)濟效益與社會效益。針對某型號航空發(fā)動機高壓轉(zhuǎn)子內(nèi)部裂紋因探頭不可到達而難以無損探傷的問題，利用小波有限元建模和動態(tài)測試，實現(xiàn)了裂紋定量診斷，成為某廠航空發(fā)動機安全保障中一種重要檢測技術(shù)。實踐證明，何正嘉所研制的機械結(jié)構(gòu)裂紋定量診斷儀對裂紋位置與深度的定量識別誤差均在5%以內(nèi)。這一成果填補了國內(nèi)外在機械結(jié)構(gòu)裂紋動態(tài)定量診斷領(lǐng)域的技術(shù)空白，能夠確保設(shè)備安全運行，避免因裂紋引起的災(zāi)難性事故發(fā)生。

在裂紋動態(tài)定量診斷新技術(shù)研究的同時，何正嘉的主攻方向是機械故障非平穩(wěn)高精度診斷領(lǐng)域。他在長期的研究中發(fā)現(xiàn)，傅里葉變換、小波變換、第二代小波變換、多小波變換等的共同本質(zhì)是數(shù)學上的內(nèi)積變換，由此揭示了不同機械故障高精度診斷的內(nèi)積變換數(shù)學原理，并指出，構(gòu)造和運用性能優(yōu)良的基函數(shù)與動態(tài)信號進行內(nèi)積變換，是提高機械監(jiān)測診斷合理性和準確性的關(guān)鍵技術(shù)。

何正嘉率先將先進的非平穩(wěn)信號處理方法引入機械監(jiān)測診斷領(lǐng)域，提出了變工況非平穩(wěn)機械設(shè)備運行故障診斷方法，從多尺度、多分辨時頻域提取故障信號特征，克服了采用傳統(tǒng)平穩(wěn)信號診斷方法難以準確提取變工況運行設(shè)備非平穩(wěn)故障特征的不足；最終開發(fā)了機械故障非平穩(wěn)高精度診斷系列新技術(shù)。開發(fā)了機車走行部、發(fā)電機組等關(guān)鍵機械設(shè)備運行監(jiān)測診斷系列實用技術(shù)和在線監(jiān)測診斷網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，開拓了機械故障非平穩(wěn)高精度診斷的新領(lǐng)域。

繼往開來科研團隊促發(fā)展

何正嘉教授治學嚴謹，倡導團隊精神，在學術(shù)梯隊建設(shè)方面成績突出。擔任機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室系統(tǒng)監(jiān)控與診斷方向?qū)W術(shù)帶頭人，負責建設(shè)機械基礎(chǔ)實驗教學國家級示范中心。創(chuàng)建的“裝備智能診斷與控制”科研教學團隊擁有教授16名，其中教育部長江學者1名、教育部新世紀優(yōu)秀人才6名、全國百篇優(yōu)秀博士論文獲得者1名、交大騰飛教授3人；承擔國家級精品課程3門。為裝備制造學科發(fā)展凝聚了CAD/CAM、數(shù)控技術(shù)、故障診斷和減振降噪等一批骨干力量。他為人師表，舉賢薦能，甘為人梯，樂于奉獻，扶持青年學者成長為學科發(fā)展帶頭人，支持和幫助青年骨干教師主持或參與各類重大項目申報，在教學科研方面多次取得國家級成果獎勵。教學中，他負責并組織建設(shè)了機械基礎(chǔ)實驗教學國家級示范中心和3門國家級精品課程，何正嘉教授獲2008年陜西省師德標兵稱號、2010年全國優(yōu)秀科技工作者稱號。

何正嘉在指導研究生的過程中投入巨大的精力，同步嚴格要求研究生不斷提升道德品質(zhì)和學術(shù)水準。培養(yǎng)的博士研究生陳雪峰獲得了2007年全國百篇優(yōu)秀博士學位論文，2008年入選教育部新世紀人才、2009年入選陜西省科技新星、2010年入選西安交通大學騰飛人才，陳雪峰教授已成為我校機械工程學科的教學科研骨干，主持2項國家自然科學基金、1項863項目以及多項橫向合作課題。培養(yǎng)的博士研究生訾艷陽教授2010年入選教育部新世紀人才，主持3項國家自然科學基金、1項863項目以及多項橫向合作課題，2009年當選機械工程學院分黨委副書記。培養(yǎng)的博士研究生向家偉先后以德國洪堡學者和日本JSPS學者的身份，出國深造。培養(yǎng)的胡橋博士2006年畢業(yè)后在西安705所工作，工作業(yè)績突出，目前擔任總工程師助理；祁克玉博士在212所勤奮工作，獲得了單位高度好評。

在科研中，他以西安交通大學機械裝備診斷與控制研究所所長、機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室系統(tǒng)監(jiān)控與診斷方向?qū)W術(shù)帶頭人的身份，領(lǐng)導開創(chuàng)了諸多創(chuàng)新性理論、技術(shù)與系統(tǒng)，推動了中國機械設(shè)備故障診斷的發(fā)展，被評為“全國優(yōu)秀科技工作者”。他從事工礦企業(yè)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷研究及應(yīng)用四十余年，在機械設(shè)備結(jié)構(gòu)裂紋定量識別、非平穩(wěn)信號故障診斷和智能預(yù)示等方面開展基礎(chǔ)理論研究和重要工程應(yīng)用，取得創(chuàng)新性成果。主持2項國家自然科學基金重點項目“大型復(fù)雜機電系統(tǒng)早期故障智能預(yù)示的理論與技術(shù)”(50335030，2004―2007)和“關(guān)鍵設(shè)備故障預(yù)示與運行安全保障的新理論和新技術(shù)”(51035007，2011―2014)以及4項國家自然科學基金面上項目；主持2項高等學校博士學科點專項科研基金資助項目“小波有限元理論與轉(zhuǎn)子橫向裂紋故障診斷的研究”（20040698026，2005―2007）和“優(yōu)良特性多小波構(gòu)造原理與機電設(shè)備復(fù)合故障診斷”(200806980011，2009―2011)；參加2項國家973項目“數(shù)字化制造基礎(chǔ)研究（2005CB724100, 2006―2010）”和“超高速加工及其裝備基礎(chǔ)研究”(2009CB724405，2009-2014)；負責20余項與企業(yè)合作項目。以第一完成人獲國家技術(shù)發(fā)明二等獎1項(2009年)、國家科技進步三等獎1項(1999年)和省部級一等獎2項、二等獎1項。授權(quán)發(fā)明專利6項。出版著作7部，350篇，其中SCI收錄72篇、EI收錄100篇，論著被國內(nèi)外引用3613次。

“天時不如地利，地利不如人和”何正嘉和他的科研團隊，淋漓盡致的詮釋了這一真理。正是他執(zhí)著探索、無私奉獻，才有了我國機械故障診斷事業(yè)的發(fā)展。中國機械設(shè)備故障診斷的進步是一個的長期艱巨的過程，這漫漫路程中深深地烙著他們艱辛的腳印，這是歷史的見證，未來的階梯，而這樣的精神，需要我們繼續(xù)傳承、創(chuàng)新，并肩求索下去。

航空發(fā)動機論文范文第5篇

關(guān)鍵詞：葉輪機械；實驗教學；開放實驗；創(chuàng)新能力

葉輪機械是航空發(fā)動機的核心部件，對發(fā)動機的性能起著決定性的作用。“葉輪機械原理”是飛行器動力工程專業(yè)一門主干專業(yè)課程，主要介紹航空壓氣機和渦輪兩大核心部件的基本概念原理，具有較強的工程應(yīng)用背景。該課程以氣體動力學、工程熱力學、傳熱學、機械設(shè)計等課程知識為基礎(chǔ)，又對后續(xù)的航空發(fā)動機原理課程學習具有承前啟后作用。同時，由于葉輪機械本身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部流動看不見摸不著等特點，該課程內(nèi)容抽象概念多，知識的綜合性連續(xù)性強，所以學習難度較大[1]。“葉輪機械綜合實驗”課程設(shè)置的目的在于一方面幫助學生理解和掌握所學的原理方法，并獲得實驗技能的訓練。通過綜合性實驗，使學生掌握葉輪機械的基本結(jié)構(gòu)形式、運行性能與調(diào)節(jié)控制，掌握航空流體機械性能測試、流動測試、設(shè)計與仿真實驗的基本方法，提高學生動手操作能力；另一方面，葉輪機械綜合實驗課程要成為本科生對專業(yè)儀器、實驗操作、專業(yè)軟件操作、數(shù)據(jù)分析等基本功訓練的綜合主戰(zhàn)場。同時，開放性實驗課程將實驗教學上升到工程思維與理念訓練的高度，作為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的一種不可或缺手段[2]。加強實踐教學的探索改革符合《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》[3]中對強化實踐教學環(huán)節(jié)的要求，體現(xiàn)了“基于全面發(fā)展的創(chuàng)新教育”理念，保持和發(fā)展了“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重實踐、求創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)特色。本文則是介紹了我們在教學過程中對“葉輪機械綜合實驗”課程的教學內(nèi)容、教學方法、考核方式進行的一些探索工作。

一、更新教學內(nèi)容，突出專業(yè)能力培養(yǎng)

（一）構(gòu)建現(xiàn)實-虛擬結(jié)合的實驗教學平臺

針對目前本科生培養(yǎng)中缺乏實踐教學，學生動手實踐能力不足，看的多操作少，沒有在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、思考問題和解決問題的機會的現(xiàn)狀，2015年在工信部教學實驗示范中心的支持下，我們開始對該課程進行探索改革，建設(shè)了多功能平面葉柵等教學硬件平臺，擴充實驗項目，建設(shè)多套設(shè)備，極大提高學生的參與度，加強了該課程的實踐教學能力，真正實現(xiàn)學生親自動手實驗，實現(xiàn)創(chuàng)新實踐訓練的效果。在教學過程針對葉輪機械概念抽象，流動復(fù)雜的問題，增加虛擬教學實驗與真實實驗相輔助。其中一部分是大量有專業(yè)特點的計算機動畫和視頻短片，包括軸流壓氣機、離心壓氣機以及多級壓氣機內(nèi)部流動動畫，以及壓氣機和渦輪的二次流動的CFD動畫，這樣把抽象的概念原理和葉輪機械內(nèi)復(fù)雜的流動過程形象地表達出來，使學生對概念原理和流程的理解更清晰透徹。另一方面，也購置了數(shù)字葉型設(shè)計及數(shù)字風洞軟件，可對不同的葉柵模型進行虛擬氣動測試，這對實施開放實驗，學生自行動手設(shè)計葉型并仿真驗證提供了必要條件。“實”與“虛”的結(jié)合，降低了學生在部分真實實驗過程中操作誤差帶來的風險，也彌補了部分昂貴單一設(shè)備學生無法全部參與操作的不足，促進知識的轉(zhuǎn)化與拓展，加深學生對航空葉輪機械結(jié)構(gòu)、工作原理、性能特點以及內(nèi)部流動的理解。

（二）設(shè)置遞進式實驗題目

在葉輪機械綜合實驗課程建設(shè)過程中，我們建立了“基礎(chǔ)性實驗”、“綜合性實驗”、“設(shè)計研究性實驗”三類實驗內(nèi)容。增加原有基礎(chǔ)實驗的新穎性和信息量，加強實驗的思考性和啟發(fā)性，增加學生靈活操作儀器設(shè)備和動手動腦的機會，如速度壓力測量基礎(chǔ)實驗，包括五孔探針、動/靜態(tài)壓力傳感器以及線風速儀的基本原理、校準和使用方法，學生可以在基礎(chǔ)實驗中掌握各種測試技術(shù)和儀器使用。綜合性實驗是為學生設(shè)計好實驗方案和實驗?zāi)康?，讓學生通過完整的實驗題目訓練，加深對葉輪機械理論的理解，掌握葉輪機械研究中主要的實驗技術(shù)，包括壓氣機的性能實驗、葉頂動態(tài)壓力實驗、進氣畸變實驗以及平面葉柵的性能及流動實驗。設(shè)計性實驗則屬于開放性內(nèi)容，不限制題目，學生自行設(shè)計實驗?zāi)康暮头桨?，利用教學實驗平成自己的題目，實現(xiàn)閉環(huán)訓練。設(shè)計性實驗培養(yǎng)了學生全局統(tǒng)籌實驗的能力以及在實驗中學習，在實驗中研究和用理論知識解決問題的能力。設(shè)計性實驗的報告采用論文形式提交，培養(yǎng)學生的獨立科學思考、查閱文獻和科技寫作能力。學生通過設(shè)計性實驗，啟發(fā)創(chuàng)新意識，鍛煉綜合創(chuàng)新能力，培養(yǎng)了初步科研能力。葉輪機械綜合實驗課程遞進式實驗構(gòu)架如圖1所示。

（三）建設(shè)航空特色的專業(yè)教材

在高等教育活動中，教材建設(shè)是保證教育質(zhì)量的關(guān)鍵。“葉輪機械綜合實驗”課程目前使用的是自編講義，主要以實驗指導書為主，缺乏理論提升。我們在學校規(guī)劃教材建設(shè)項目的資助下進行了系統(tǒng)的葉輪機械氣動實驗技術(shù)的教材編寫，加入了葉輪機械測量的主要技術(shù)理論和先進的測量技術(shù)內(nèi)容。圍繞本科教學改革對教材建設(shè)的需要，針對飛行器動力工程專業(yè)特點，在教材中還配合給出許多航空發(fā)動機用葉輪機械氣動實驗的設(shè)計案例，以及工程應(yīng)用案例使該教材具有突出的專業(yè)特色，同時也進行了知識高度提升和廣度擴充。該教材不僅講技術(shù)而且要使學生通過教材學習，熟悉葉輪機械實驗研究中的工程思維。教材的編寫理念為理論與工程并行，結(jié)合注重基礎(chǔ)，加強實踐的學生培養(yǎng)原則，突出實踐教學在特色工科專業(yè)中的重要性。同時力求對學生創(chuàng)新性的培養(yǎng)，以豐富的實踐教學內(nèi)容和訓練推動新一輪培養(yǎng)方案實施，促進相關(guān)專業(yè)的綜合改革。

二、教學方法改革，提升實驗教學效果

（一）開設(shè)網(wǎng)絡(luò)大學堂

學生對知識的學習不僅在課堂，更多的時間是在課外。因此，我們建設(shè)了葉輪機械綜合實驗課程的學習網(wǎng)站，其中包含實驗課講義、授課錄像、多媒體課件以及儀器使用演示錄像等模塊。首先，學生可以在理論課和實驗課之間的空檔期先進行網(wǎng)絡(luò)學習，對實驗課所用儀器和所要進行的實驗程序有所了解。這樣既不占用實驗課總課時，又能在實驗課上快速熟悉操作，展開實驗甚至還有充分的時間自由摸索實驗設(shè)計。另外，該網(wǎng)站也留有論壇模塊，學生可以在論壇進行交流和疑難問題提交，教師每隔一段時間會登錄解答，方便總結(jié)學生遇到的共性問題，也為教師掌握教學進度、衡量教學效果提供了有力依據(jù)。

（二）理論課和實驗課教學協(xié)同發(fā)展

針對葉輪機械原理和葉輪機械綜合實驗教學任務(wù)往往由不同的教師擔任，交流溝通不夠，導致理論課講授的知識在學生實驗過程中沒有對應(yīng)充分的體現(xiàn)。本課程教師在教學過程中與理論課教師經(jīng)常溝通交流，在實驗項目的更新上考慮了理論教學的知識重難點，通過直觀實驗幫助學生對理論知識加深理解。同時協(xié)調(diào)安排實驗與理論課的進度，使得實驗課進行能夠和理論課相關(guān)知識點講解有效銜接，圍繞某些知識點，如平面葉柵基本原理、多級壓氣機性能等，一堂理論緊跟一堂實驗，互為補充，互為完善，做到學生對知識的高效吸收。另外，在實驗課上對理論知識點對應(yīng)講解，加強理論與實踐的融會貫通。實驗課與理論課教師制定相鋪相成的課程群發(fā)展規(guī)劃，明確“學生為本”的教學目標，并提出相應(yīng)的實施措施，穩(wěn)步做好課程建設(shè)工作。通過理論課教師與實驗課教師定期研討交流，雙方對學生的知識掌握情況都能有比較準確的了解，教學工作得到了更好的開展。

（三）教授進教學實驗室

目前葉輪機械實驗課都是以青年教師任課為主，但是由于葉輪機械類課程普遍都具有抽象、綜合、應(yīng)用強的特點，需要授課教師具有深厚的研究經(jīng)歷和經(jīng)驗，才能更好地講授葉輪機械知識。教師不僅要對課本知識熟悉，還要對葉輪機械有研究認識，而這是大多數(shù)青年教師所欠缺的。針對這個問題我們在葉輪機械綜合實驗課中，邀請部分葉輪機械實驗研究方面的知名教授進入課堂，切身講授如何進行實驗研究以及自身研究經(jīng)驗，期間穿插航空葉輪機械氣動實驗的專題講座，介紹實驗研究的前沿問題，不僅讓學生感受到知名學者的魅力與風采，還了解到實驗研究領(lǐng)域的最前沿發(fā)展。知名教授參與實驗課教學活動，以豐富的研究經(jīng)驗和對葉輪機械的深層理論認識，給同學們帶來了極大的知識收獲，促進了本科生培養(yǎng)質(zhì)量的提高，同時他們的教學經(jīng)歷和授課技巧也能幫助任課青年教師提高教學水平。

（四）構(gòu)建開放式創(chuàng)新實踐教學平臺

受本科培養(yǎng)計劃總學時限制，目前大多數(shù)實驗課程的課時都比較有限，一般為16學時，部分達到24學時。這就導致學生不能深入理解和運用所學的葉輪機械測試原理和特性知識，也不能滿足學生對自由創(chuàng)新實踐的需求。因此我們改變以往的教學方式，構(gòu)建開放式實驗教學來提高實驗教學質(zhì)量和教學效率。我們在課后加入創(chuàng)新實驗設(shè)計環(huán)節(jié)，葉輪機械教學實驗室在計劃外實行預(yù)約開放，學生可以實驗小組（3-5人）進行預(yù)約實驗臺，利用課外時間盡情地進行拓展實驗，為學生開辟了“第二課堂”。同時，學生可以結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、科研訓練、高峰計劃以及學科競賽等本科生實踐訓練項目，在葉輪機械教學實驗室自主進行實驗創(chuàng)新或者實驗研究活動。許多學生在開放實驗教學活動中取得的科研成果都成為了大學生挑戰(zhàn)杯、節(jié)能減排競賽等項目的參賽素材。開放性教學活動使該門實驗課程的開展已經(jīng)不局限在初級層次的動手能力培養(yǎng)，而是能延伸到創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新高度，給有潛力的學生提供更大的空間和平臺。

三、建立綜合創(chuàng)新的考核評價體系

合理的成績評定方式既是公平體現(xiàn)學生學習的付出，也是客觀評價教學質(zhì)量的指標。一般的實驗課程考核成績主要由實驗報告和平時考勤決定，但是這種評價方式無法全面評價學生對實驗方法的掌握以及靈活運用的程度。另外從創(chuàng)新型實踐人才培養(yǎng)的角度看，學生在實踐過程的協(xié)作能力、創(chuàng)新能力通過這種成績結(jié)構(gòu)都無法體現(xiàn)，有實踐創(chuàng)新潛力學生的積極性不能激發(fā)出來，創(chuàng)新創(chuàng)造活動不能得到積極肯定。圍繞“給通才制定規(guī)則，給天才留出空間”的教學理念，結(jié)合該課程教學內(nèi)容和教學方式的改革，葉輪機械綜合實驗課程設(shè)置了新的考核方式，以充分重視學生的協(xié)作創(chuàng)新能力水平，逐漸淡化和降低實驗報告評分權(quán)重。在新的考核方式總成績構(gòu)成中，平時考勤成績占比例為10%；實踐過程成績占比例30%，考核學生協(xié)作和靈活操作能力；創(chuàng)新能力，也就是學生參與開放性實驗活動部分所占成績比例為20%；實驗報告比重為40%，具體實驗課成績構(gòu)成比例如圖2所示。改革后的考核方式避免了部分學生在實驗過程搭車蒙混，在實驗后抄襲報告的現(xiàn)象，也鼓勵了能力較強的學生積極參加創(chuàng)新實驗，開發(fā)實踐思維能力，使實踐能力的培養(yǎng)不僅僅停留在課堂中。

四、結(jié)束語

“葉輪機械綜合實驗”課程在教學內(nèi)容、教學模式以及考核方式方面的改革探索，構(gòu)建專業(yè)特色教材，提出名師實驗教學、講座式教學等多種途徑，網(wǎng)絡(luò)大課堂先導學習、開放實驗結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等多樣化教學手段，建立了“立體化”教學模式，全面提高了學生參與實踐教學活動的積極性，較大地增強了實踐教學的效果，提升了實踐教學層次，突出了創(chuàng)新型實踐人才培養(yǎng)的目標，實現(xiàn)了實踐教學與理論教學的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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