压气机流量控制系统对航空发动机整机性能的安全性影响

发布时间：2021-12-22 01:46

　　压气机流量控制系统主要由可调静子叶片（Variable Stator Vane,VSV）和可变放气活门（Variable Bleed Valve,VBV）组成,其性能好坏会直接影响到发动机能否稳定可靠地工作。在美国联邦航空条例（Federal Aviation Regulation,FAR）33.28条款和33.75条款中对发动机控制系统的安全性均提出了明确要求。为了在系统安全性分析过程中对VSV和VBV系统进行故障等级评估,并避免依靠经验、逻辑推断分析时量化评估上的不足,本文基于发动机整机模型对VSV和VBV控制系统的功能危险性评估（Functional Hazard Assessment,FHA）分析展开研究工作,研究结果可为压气机流量控制系统的安全性评估提供支持。本文的主要研究内容如下:第一,基于发动机部件特性数据,采用部件法建立了某型大涵道比涡扇发动机稳态整机模型,并对模型有效性进行了验证。本文首先由GSP软件获取航空发动机的部件通用特性数据,经缩放得到了某型发动机的部件特性,从而构成建模的基础。其次,基于Matlab/Simulink仿真平台,采用部件法构建了某型发动机的整机... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 发动机整机建模
        1.2.2 压气机流量控制系统
        1.2.3 安全性评估
    1.3 本文主要工作
第二章 建立某型大涵道比涡扇发动机整机模型
    2.1 Matlab/Simulink仿真平台简介
        2.1.1 Matlab简介
        2.1.2 Simulink——建模仿真工具
    2.2 建立某型大涵道比涡扇发动机整机模型
        2.2.1 大涵道比涡扇发动机简介及建模假设
        2.2.2 获取发动机部件特性
        2.2.3 某型大涵道比涡扇发动机部件建模
    2.3 整机模型稳态求解及验证
        2.3.1 构建发动机稳态共同工作方程
        2.3.2 求解稳态共同工作方程
        2.3.3 发动机稳态模型验证
    2.4 本章小结
第三章 压气机可调静子叶片对发动机整机性能的影响
    3.1 轴流式压气机工作机理
    3.2 VSV系统
        3.2.1 VSV系统工作原理
        3.2.2 VSV系统故障
    3.3 基于整机模型模拟不同导叶角对发动机性能的影响
        3.3.1 VSV系统仿真
    3.4 本章小结
第四章 压气机可变放气活门对发动机整机性能的影响
    4.1 VBV系统工作原理
        4.1.1 VBV放气活门
        4.1.2 作动筒
    4.2 VBV系统故障
    4.3 基于整机模型模拟不同活门开度对发动机性能的影响
    4.4 本章小结
第五章 压气机流量控制系统对发动机性能的影响
    5.1 FHA简介
    5.2 FHA分析步骤
        5.2.1 识别并分析系统功能
        5.2.2 说明失效状态
        5.2.3 系统失效对发动的影响
        5.2.4 失效影响等级分类
        5.2.5 对底层失效状态提出概率要求
        5.2.6 鉴别失效影响需要的支持材料
    5.3 VSV和VBV的FHA分析
        5.3.1 VSV控制系统的FHA分析
        5.3.2 VBV控制系统的FHA分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
附录一 马赫数Ma与流量函数q(Ma)关系表(空气)


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进牛顿法的航空发动机起动建模技术[J]. 姜波,王继强,何小龙,胡忠志.  航空发动机. 2018(01)
[2]民机电气线路互联系统区域安全性分析方法[J]. 魏星.  技术与市场. 2018(01)
[3]关于V2500发动机不同阶段下VSV故障的针对性排故[J]. 张爱兵.  航空维修与工程. 2017(09)
[4]V2500发动机VSV系统及其主要故障分析[J]. 高彦平.  中国新技术新产品. 2017(09)
[5]涡扇发动机可调静子叶片控制规律研究[J]. 黄爱华.  燃气涡轮试验与研究. 2017(01)
[6]PW4000发动机2.5级放气系统故障分析[J]. 余刚.  航空维修与工程. 2016(07)
[7]容积与转子状态量在变循环发动机数值仿真中的应用[J]. 谢振伟,郭迎清,陆军.  推进技术. 2015(07)
[8]基于CATIA和ADAMS的单级可调静子叶片系统仿真分析[J]. 胡明,郑龙席.  航空制造技术. 2014(08)
[9]CFM56-5B发动机VBV系统工作原理及故障分析[J]. 吴鑫睿.  科技资讯. 2012(16)
[10]基于气动热力模型的FADEC系统FHA方法[J]. 丁水汀,邱天,刘晓锋,刘传凯,巩磊.  航空动力学报. 2012(05)

博士论文
[1]航空发动机及控制系统建模与面向对象的仿真研究[D]. 周文祥.南京航空航天大学 2006

硕士论文
[1]面向持续适航的民机系统安全性分析技术研究[D]. 王祥.南京航空航天大学 2017
[2]民用涡扇发动机数控系统安全性分析与评估技术研究[D]. 张雷雷.南京航空航天大学 2012
[3]飞/推综合系统建模与控制研究[D]. 王日先.南京航空航天大学 2011
[4]带矢量喷管发动机建模与短距起飞控制研究[D]. 蒋达福.南京航空航天大学 2009
[5]基于MATLAB/SIMULINK的航空发动机建模与仿真研究[D]. 夏飞.南京航空航天大学 2007
[6]航空发动机建模技术研究[D]. 李家瑞.南京航空航天大学 2005



本文编号：3545557