摘要:航空发动机气路故障诊断是通过对发动机系统、部件的气路参数进行分析，以识别气路部件性能退化或故障的主动过程，是提高飞行安全性和可靠性、降低发动机维修成本的重要途径，当前已成为飞行推进技术研究领域的热点。本文较为详尽地阐述了发动机气路故障诊断技术的发展历程；讨论了发动机气路故障诊断的主要方法，包括基于线性/非线性模型的诊断方法、基于数据驱动的诊断方法、基于信息融合的诊断方法等，评述了这些方法的优缺点；最后指出了气路故障诊断技术中的关键技术和难点，并对未来的发展趋势进行了展望。

摘要:针对轴对称矢量喷管实际工作时A9作动筒负载未知问题，提出了结合轴对称矢量喷管空间运动学模型和矢量偏转CFD模型的耦合建模方法。首先根据CFD计算求解喷管扩张调节片受载情况，然后由运动学模型确定偏转过程各调节机构空间位姿，最后结合受力分析、力矩分析建立矢量喷管A9作动系统受载分析力学模型，解得A9作动筒受载情况。仿真结果表明：随着发动机工作状态的增加，完成相同的矢量偏转角度，A9作动筒输出力不断增大；A9作动筒输出力随矢量偏转角增大而增大，随矢量方位角变化呈现正弦周期性变化。该方法可为矢量喷管作动系统地面加载试验提供载荷谱，具有重要的工程应用价值。

摘要:为保证整个飞行过程中满足噪声适航标准和飞行器的安全性，需要按照最严苛的噪声要求进行发动机设计，并留有很大的安全裕度，因而导致发动机的性能潜力未能得到发挥。本文对传统灰狼算法进行了改进，提出自适应概率变异策略，在优化过程中调整狩猎模式，提升了算法的全局搜索能力；基于该算法开展涡扇发动机性能/喷流噪声综合寻优控制研究，根据不同飞行需求对航空发动机性能进行优化，获得最佳控制量，在满足安全性和噪声指标的同时，提高发动机的性能。仿真结果表明，改进后的算法具有更好的全局寻优性能，最大推力模式下可提升推力13.45%，最小油耗模式可降低油耗3.19%，最低涡轮前温度模式可降低涡轮前温度2.07%。

摘要:采用数值模拟方法对波瓣喷管-大形状比出口弯曲混合管引射系统进行了流动分析，重点研究导流片数目(n)和出口角(β)对引射性能的影响。与常规无导流片情形相比，出口导流片改善了混合气流在排气出口附近的均匀性，降低了喷管出口截面二次流流通的静压；引射系数随导流片数的增加呈现单调增大的趋势，在导流片数达到8以后继续增加导流片数量，引射系数变化微弱，相对于无导流片情形引射系数的增幅最大可达20%左右；引射系数随导流片出口角的增加而呈现出先增大后减小的趋势，存在一个相对较优的导流片出口角范围，在出口角度为78°左右时可以获得高的引射系数和总压恢复系数。

摘要:为了将富油/淬熄/贫油（RQL）燃烧技术运用于高温升燃烧室设计，优化淬熄区设计以达到最佳混合性能。本文采用数值模拟的方法，在常温、常压状态下对不同燃烧室压损、射流与主流流量比、淬熄孔及旋流器结构下的淬熄区混合性能进行研究。研究结果表明，淬熄孔存在最佳孔间距使得淬熄区内的混合性能达到最优。淬熄区内的混合性能随着淬熄孔的轴向位置后移而逐渐减弱。淬熄孔射流与头部气流的流量比增大，淬熄区内的混合性能增强，但存在临界值。在相同的流量比状态下，增加淬熄孔孔径有利于淬熄区内混合性能的增强。燃烧室湍流强度的提高有利于促进淬熄区内的快速混合。当淬熄孔位于H/2时，采用交错排列和三孔对称排列，淬熄区具有较好的快速混合效果。采用对称排列时，增加淬熄孔数同时减小单孔面积不利于淬熄区内气流的快速混合。

摘要:为增强涡轮叶片内部通道的换热、减小流动阻力，提出了一种新型的泡状隔板结构。通过实验与数值模拟相结合的方法，研究了等热流边界条件下泡状隔板结构的半径以及形状对通道换热和流阻特性的影响，并与直隔板进行对比，实验结果表明：在研究范围内，对称型泡状隔板结构能够大大减小通道流动阻力，随着泡状结构半径的增大，减阻效果增强；不对称型泡状隔板结构只在半径最大时能减小流动阻力；泡状结构对于换热的影响并不明显。实验结论可以为涡轮叶片内部冷却通道的优化设计提供理论依据。

摘要:针对现有基于状态监测数据的航空发动机剩余寿命预测研究未能综合考虑隐含退化建模和同步更新漂移/扩散系数的问题，提出一种基于状态监测数据的航空发动机剩余寿命在线预测方法。首先，基于非线性Wiener过程构建带比例关系的航空发动机隐含退化模型；其次，基于多台同类发动机的历史状态监测数据，对退化模型参数进行离线估计；然后，基于目标发动机的实时状态检测数据，利用贝叶斯原理同步更新退化模型漂移/扩散系数；最后，推导出航空发动机的剩余寿命概率密度函数。结合实例分析，验证了本文所提方法较传统方法具有更高的预测准确性与精度，具备潜在工程应用前景。

摘要:比例危险模型采用协变量的方式综合多个参数实现对系统的剩余寿命预测，已在航空发动机中得到了应用。然而由于传统比例危险模型是以假设多个研究样本独立同分布，即基本失效率相同为基础的，但对于航空发动机而言，由于运行环境和使用的不同，基本失效率存在差异。研究表明，忽略样本之间的差异会导致估计结果存在严重偏差。为此，本研究将引入用于表达样本之间非独立性的脆弱性概念，针对航空发动机，建立更具普遍性的脆弱性比例危险模型，首次应用于航空发动机的剩余寿命预测。通过实例表明，基于脆弱性比例危险模型得到的预测结果平均误差为4.6%，而基于传统比例危险模型的预测结果平均误差为6.9%，验证了脆弱性比例危险模型在航空发动机剩余寿命预测中的有效性。

摘要:基于全光谱k分布(Full spectrum k distribution，FSK)模型、MIE理论和有限体积法(Finite volume method，FVM)，构建了均温、均质辐射参与性气体-碳黑颗粒混合物介质热辐射传输模型，并分析了碳黑不同尺寸、不同体积浓度以及介质不同路径长度和不同温度条件下，因忽略碳黑颗粒散射所导致的介质热辐射传输特性(如辐射热流、辐射源项)的计算误差。研究结果表明：体积分数不变，增大粒径，计算误差呈现出先增大后减小的趋势；数密度不变，增大粒径，或者粒径不变，增大体积分数，均将使得计算误差相应增大；粒径、体积分数不变，增大路径长度，或者升高介质温度，均将增大计算误差。通常对于含有大颗粒、高碳黑浓度的辐射参与性气体-碳黑颗粒混合物介质，碳黑颗粒散射不能忽略。

摘要:探讨了五孔探针气动数据的插值方法，为提高插值精度，开发了基于传统线性插值法的三维线性插值法。该方法把同一探针在不同马赫数下的校准图形成三维数据库，将实验数据通过三维图进行插值。并使用改进前后的两种插值方法分别对校准风洞测得的数据进行整理，对比结果证明：在实验工况连续变化的情况下，三维线性插值法在插值精度上要优于传统线性插值法。特别是在来流马赫数变化较大时，该方法可以改善单一校准文件处理造成的数据精度问题，可用于自动化流场采集系统，为流场高速高精度采集奠定基础。

摘要:为了克服起重电磁铁耗电量大的缺点，绿色节能的起重永磁铁成了近些年研究的热点。本文通过分析和对比起重永磁铁与起重电磁铁之间的性能差异，设计出一种兼顾倾斜吊装和水平吊装的抗斜式起重永磁铁。完成了起重永磁铁的磁路设计，计算出固定磁系与旋转磁系所需磁体以及导磁体的尺寸，并分析了所设计磁路在卸物状态下的残余磁场强度；根据旋转磁系的动作特点，设计出抗斜驱动机构，该机构包含两组旋向相反的棘轮转臂机构以及锥齿换向机构，用以保证倾斜状态下至少有一组可以正常驱动旋转磁系旋转，实现吸、卸物。本文解决了倾斜状态下单转臂起重永磁铁无法正常工作的难题。

摘要:为了研究薄壁方形纸管在轴向冲击下的力学响应和能量吸收性能，利用落锤冲击试验机和万能材料试验机进行了动态冲击和准静态压缩试验。方形纸管在动态冲击试验和准静态压缩试验中具有相似的渐进压溃变形模式。试验结果显示，方形纸管的比能量吸收和单位体积能量吸收能力与管件的边长和壁厚比（c/h）相关。随着管件c/h的增大，管件比能量吸收和单位体积能量吸收能力迅速减小。同时，本文分析了管件在冲击过程中的压溃力与冲击速度的关系。最后，本文建立了方形纸管轴向冲击下的能量吸收性能理论模型，理论模型与试验结果具有很好的相关性，该模型为薄壁纸管结构应用到冲击防护装置设计提供了理论支撑。

摘要:应力强度因子(Stress intensity factor， SIF)分析是含多部位损伤(Multiple site damage， MSD)结构剩余强度和裂纹扩展寿命预测的基础和关键。考虑接触与摩擦，建立了含MSD搭接结构的三维有限元模型，研究了不同裂纹长度、铆钉类型以及损伤模式下裂纹尖端SIF分布情况和变化规律。结果表明，搭接件孔边裂纹Ⅰ型SIF起主导作用，Ⅱ型和Ⅲ型SIF可忽略不计。由于次弯曲、铆钉变形和板厚度等因素，SIF在外表面最小，接触面一侧较大，最大值多位于蒙皮内部。MSD会使裂纹间的干涉作用增强，SIF增大，且裂纹间距离越近干涉作用越强。裂纹长度相同时，埋头铆钉的孔边裂纹SIF积分均值大于平头铆钉，且接触面的SIF埋头铆钉大于平头铆钉，外表面则相反。

摘要:复合材料的耐撞性受到了广泛重视，而波纹梁因其优异的抗屈曲构型被广泛应用于飞机翼梁和直升机底板等经常发生碰撞的结构中。进行了复合材料波纹梁的屈曲分析，研究了高度对波纹梁破坏模式的影响。建立复合材料波纹梁的连续损伤单波模型，层内基于Hashin判据建立含损伤因子的损伤刚度矩阵，层间根据二次名义应力准则和B-K准则模拟损伤演化，并通过典型复合材料波纹梁压溃试验验证了所建立模型的正确性。基于单波分析模型，通过施加周期性边界条件和反对称边界条件，研究了多波结构的吸能特性。

摘要:针对风力机叶片翼型形状对结冰过程的影响及其导致的气动特性变化问题，采用欧拉法及热传质原理构建叶片结冰过程的数学模型并进行数值模拟分析。以NH02系列翼型族为例，建立翼型曲率特征模型，研究叶片关键参数如最大厚度对结冰量的影响机制，预测了某翼型在不同工况下的冰形及位置，探究了干净与结冰翼型的升、阻力特性变化规律。结果表明，结冰量与叶片的相对厚度及最大相对厚度所在位置呈正相关性；结冰导致升力系数变化范围为5%~20%，阻力系数为干净翼型的1.4~2.45倍；结冰致使翼型失速迎角变小，翼型提前进入失速状态。

摘要:提出一种测试结冰界面切向冻粘强度的新方法。设计了新型的拼接式结冰装置，进行圆柱形结冰杆表面的结冰，再通过压缩试验完成切向冻粘强度测试。在上述工作基础上进一步地研究了多个试验因素对切向冻粘强度的影响。试验结果表明：随着接触面积或者冻结时间的增加，切向冻粘强度均呈现先增大后稳定的趋势；随着加载速率的增大，切向冻粘强度值呈现先增加后减小的趋势；在-5~-30 ℃之间，切向冻粘强度与冻结温度近似为线性关系。

摘要:串联排队系统是构成排队网络的基本结构，但是除了满足马尔可夫性或服务时间为常数的串联排队系统外，一般的串联排队系统的平均排队时间难以精确计算。为了刻画串联排队系统各个站之间的关联性，本文提出指标比的概念，基于指标比对系统的平均排队时间进行研究；通过分析指标比的数值特性，得到指标比的拟合表达式，进而对系统下游工作站的平均排队时间提出近似方法。数值实验结果显示，本文提出的近似方法对串联排队系统平均排队时间的估计效果较好。

摘要:市场上往往具有多款机型能够满足航空公司增加或更换退役飞机的需求，因此需要对这些机型进行产品竞争力及投资分析评估。本文从备选机型角度，提出了飞机选型的4大分析要素并根据实际运营情况分别进行了详细分解研究。应用于案例的分析和计算表明，该方法符合航空公司实际选型评估需求，对航空公司合理评估和选择机型具有较大的参考价值。

摘要:对17种不同带宽系数的限带白噪声随机过程进行了雨流循环计数统计，提出了一个限带白噪声随机过程的雨流幅值概率密度函数(Probability density function, PDF)模型。该模型是Rayleigh分布和Weibull分布的线性组合，其中待定系数均为随机过程谱参数的函数。采用该模型对这17种随机过程的雨流幅值概率密度函数进行了公式拟合，探究了模型中待定参数与随机过程谱参数之间的关系，确定了模型表达式。对照随机过程的雨流计数统计结果，将该模型与Dirlik模型的预测精度进行了比较，结果表明该模型的预测效果优于Dirlik模型。

摘要:现行冷却塔结构抗风设计均忽略了降雨带来的影响，但在强风暴雨极端气候条件下，暴雨亦会直接影响塔筒内、外表面气动力并改变脉动风的湍流效应，而传统研究大多仅关注风驱动雨对于结构表面的冲击效应。为解决该问题，以国内已建世界最高220 m大型冷却塔为例，以风-雨双向耦合算法为核心，首先采用计算流体动力学（Computational fluid dynamics，CFD）技术对冷却塔周围风场进行数值模拟，并将表面风压分布与规范及实测曲线进行对比验证了风场模拟的有效性；再添加离散相模型（Discrete phase model，DPM）并进行雨滴和风场的同步迭代计算。在此基础上，系统研究了塔筒内外表面风驱雨量、雨滴附加作用力和雨致压力系数等影响规律，揭示了风雨场中塔筒表面速度流线、湍动能强度、雨滴运行速度和轨迹的作用机理。最终提出了基于风雨双向耦合算法的风-雨致等效压力系数新模型及其分布特性。研究结论可为此类冷却塔在极端气候下的表面荷载取值提供参考。