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摘要:航空发动机是由很多的零部件组合而成的,在对发动机进行制造时,不仅使用的数量非常的多,而且还需要应用到多方面的科学技术,增加了设计时的难度。因此,在对航空发动机进行设计时,只有准确的了解其中存在的各项技术,从基础上增加对其的了解,才能设计出性能更好的航空发动机系统。
关键词:航空发动机;机械系统;策略
航空发动机的机械系统中有许多零部件,技术相对比较复杂,在设计过程中可能会出现很多问题。所以,相关人员一定要从细节出发,通过数据进行验证,更好地对航空发动机进行分析和研究。另外,要做好国际合作,在航空发动机机械专业研究领域进行进一步技术交流。
一、舰载航空飞机介绍
舰载飞机不仅能以多批次的战斗群起降于大型航空母舰上,而且也能从中、小型舰艇上起降,掠海飞行,以单机或多机活跃在大洋上空,执行护航、反潜、反舰以及超视距引导等作战任务。它能飞能停,能快能慢,能高能低,前后左右,运用自如,比海上舰艇速度快,比陆上飞机“腿长”,比其它舰载飞机灵活,它的这些作战优势,愈来愈引起世界各国海军的重视。
舰载机按使命分为战斗机、攻击机、反潜机、预警机、加油机、侦察机和电子对抗飞机等。按起落原理分为普通舰载机,舰载垂直/短距起落飞机和舰载直升机。舰载飞机的主要任务为舰队护航、夺取海上或海岸制空权、制海权,攻击敌方舰队和陆上目标、支援登陆和抗登陆作战等。由于海上气候恶劣,另外由于甲板面积有限,而且船只不断的晃动,使得舰载飞机的起落和飞机条件比较恶劣,所以舰载飞机应该具有良好的性能,而发动机是影响飞机性能的主要因素。
二、航空发动机机械系统
2.1传动系统技术
传动系统主要是给发动机附件系统提供动力的设备。伴随航空事业快速发展,人们对航空发动机系统的研究进一步加强,传动系统逐渐变成一项非常重要的研究内容。
在外国研究传动系统技术的过程中发现,设计传动系统的时候,一定要采用计算机分析系统,依照该系统分析出来的结果设计传动系统,这样可以减小整个系统出现的噪音。
另外,在设计附件的过程中需要根据集成电路的相关原理把附件整合成一个整体,这样能降低附件的使用数量,进一步简化整个机匣的结构,使系统的重量减轻、体积缩小,另也可以让整个系统的性能得到进一步提升。我国在研究传动系统的过程中,整体科学技术水平和国外相比差距还比较明显,这种差距主要体现在计算机仿真与附件集成等诸多方面,因为这些差距的存在,我国发动机的体积和重量都非常大,而且会对发动机正常运行产生一定的影响,对我国航空事业的快速发展相当不利。这些年以来,我国逐渐重视这一问题,并且开发完成相应的软件,这就给我国设计传动系统提供了很大的帮助。
2.2润滑系统技术
所谓的润滑系统,就是在航空器发动机运行的过程中,根据不同部位的使用情况,及时的向其提供润滑剂,减小器件之间的摩擦,降低器件的磨损。在润换系统技术当中,包括了两相流动、复杂换热等多方面的物力知识,这些知识不仅难度较大,而且还处于理论知识的边缘,使得其中存在的经典理论不是很多。而随着人们对航空发动机系统技术的要求不断地提高,就要润滑系统更加的细致。
因此,在最近几年,国外很多国家就进一步对润滑系统进行了研究,研究出了很多的成果,如使润滑系统中的防火功能进一步提高,开发出了新型电驱动润滑油泵等,使润滑系统性能得到了提升。而在我国当前阶段中,对润滑系统技术的研究还不是很多,性能上还会存在很大的提升空间。因此,为了使我国航空发动机更好的进行运行,就要像这些国家学习,通过对润滑系统的防火功能以及新型的油泵等方面技术的研究,提高润滑系统的各项性能。
2.3密封技术
航空发动机机械系统中密封技术很重要,密封技术可以有效的防止发动机泄漏及扩散产生的后续问题,提高发动机的各项性能,现在的密封技术主要分为端面密封、技术刷密封、迷宫密封三种。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中端面密封是动环、密封圈、传动件等装置,主要是将这些装置贴合在传动轴上,起到密封的作用,而技术刷密封技术是使用金属刷的方式对设备内部器件进行处理,使得动件和静件之间相互接触,实现密封的目的,迷宫密封技术需要在转轴的周边设计环形密封齿,相邻的密封齿会有间隙,这些间隙就会起到密封的作用,现在对航空飞机的要求不断的提高,碎玉密封技术的研究也不能放松。
2.4主轴承轴
在轴承的设计上,大都采用与支撑结构一体化的专用轴承,将轴承与发动机设计到一起在保证轴承的基本功能之上减轻发动机的重量。通过大量的实验数据分析,对于不同材料的轴承的使用时效进行对比,选取最为合适的材料来进行轴承的制作,通常轴承的运行寿命高于其他设计的运行寿命。
三、机械系统研制中的方法
3.1注重细节的设计
将起样中的倒角、光度、拧紧力度等都一一的进行规范化的设置。在施工的过程中严格按照设计示意图进行施工,杜绝一切不科学的操作,进一步的完善航空发动机的运行。
3.2基础实验的应用
在轴承和齿轮等的供油、轴承的抗污染程度及密封性摩擦实验等方面要进一步的重视起实验的数据,不断的进行数据的积累,实现更加科学化的发动机系统设计。
3.3专业化的设计
机械系统的各个方面有专业的团队进行操作,面对不同的航空发动机的不同的实际情况,成立相应的研究小组,将发动机运行中的问题进行统一的处理,更好的实现发动机运行的合理化。
3.4主导性设计
将轻量化、简洁化等要求进行深入的落实,设计部门要在设计时将所有的条件都考虑在内。在进行零部件的制作是要将具体的要求提供给制造厂,将生产的发动机附件的有效率大大的提升。
3.5集成化发展
润滑系统等与多个零部件之间都存在有联系,要逐渐的实现一体化的设计。将更多的功能集中到更小的空间内,减轻整个发动机的重量,提高发动机运行的稳定性。
四、国外机械系统研制常规做法
(1)注重设计细节。设计规范中详细规定了倒角、倒圆、光度、拧紧力矩、不平衡量要求等数值。
(2)注重基础性试验。如轴承和齿轮的最佳供油,轴承的抗污染能力,润滑系统最佳循环量,密封摩擦副的配对试验,构件的S-N试验,接触副的表面应力状态控制等,注重试验数据的累积。
(3)主导性设计。以轻量化、简洁化设计,要求附件厂和飞机部门满足发动机的要求。设计部门给飞机和附件厂提要求,输入条件使得设计更简洁,零件数量极大缩小,可靠性更高。
(4)专业化技术咨询。有些技术难题的解决由专
业咨询公司来完成,由各知名公司的高级技术和软件专家组成专家组,把解决技术难题的过程做成专业化软件。例如英国SMT公司等。
结语:
航空发动机的机械系统中有许多零部件,技术相对比较复杂,在设计过程中可能会出现很多问题。所以,相关人员一定要从细节出发,通过数据进行验证,更好地对航空发动机进行分析和研究。另外,要做好国际合作,在航空发动机机械专业研究领域进行进一步技术交流。
参考文献:
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[3]苏壮,毛宏图,宋冠麟。基于热管理技术的航空发动机滑油系统热分析方法[J].航空发动机,2016,01(02):44-50
论文作者: 王小伟,朱兴云,朱子龙
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/3
标签:系统论文; 发动机论文; 技术论文; 航空发动机论文; 飞机论文; 轴承论文; 机械论文; 《建筑模拟》2019年第2期论文;