嵌入式的航空发动机监控模块设计

收稿日期:2005206220 基金项目:教育部新世纪优秀人才计划项目(ncet20420281);国家高技术研究发展计划项目(2002aa414420)? 作者简介:王成恩(1964-),男,黑龙江鸡西人,东北大学教授,博士生导师? 第27卷第5期 2006年5月 东北大学学报(自然科学版) journalofnortheasternuniversity(naturalscience) vol127,no.5 may2006 文章编号:100523026(2006)0520485204 航空发动机涡轮设计集成技术 王成恩,刘　震 (东北大学教育部暨辽宁省流程工业综合自动化重点实验室,辽宁沈阳　110004) 摘　　　要:航空发动机设计需要大量的计算软件

航空发动机维修是一个具有高动态性和高复杂度的商业领域。本文采用多agent方法对航空发动机维修进行调度仿真。本系统可对等待维修的飞机数量、周转时间和维修生产线利用率等关键指标进行分析,从而为航空发动机维修提供可靠的决策支持。同时,本系统以动态脚本的方式支持多种发动机可靠度估计算法,增加系统的可扩展度。最后,通过多个案例验证本系统的有效性。

随着我国航空航天技术的不断发展和提升,我国在航空航天的相关技术上有了非常大的突破.在航空航天生产加工技术中,尤其是大型薄壁部件的加工过程中,化学铣特种加工技术就被广泛的应用和推广,化学铣技术虽然在我国的航空航天加工制作过程中广泛应用,但是这项加工技术还没有完全成熟.因此需要我们在实际的工作中给予不断的完善和升级.

随着我国航空航天技术的不断发展和提升,我国在航空航天的相关技术上有了非常大的突破.在航空航天生产加工技术中,尤其是大型薄壁部件的加工过程中,化学铣特种加工技术就被广泛的应用和推广,化学铣技术虽然在我国的航空航天加工制作过程中广泛应用,但是这项加工技术还没有完全成熟.因此需要我们在实际的工作中给予不断的完善和升级.

基于知识的航空发动机设计集成技术

通过对系统工程方法论核心思想的分析,结合航空发动机研发流程的现状与不足,分析设计了基于系统工程的航空发动机协同研制流程,为航空发动机全生命周期协同研制模式提供了参考.

针对目前航空发动机试车测试软件只能适用于特定型号发动机的特点,设计开发了航空发动机通用试车测试软件。通过建立通用试验模型为软件设计建起了基本框架,引入试验模板的概念,对每项试验建立特定的试验模板,因为试验模板定义的灵活性使软件能够适用于多种型号发动机和多样化试验任务的要求。采用模块化设计思想使得程序具备较强的可扩展性和使用灵活性。实践表明,该软件工作稳定,操作简单,能够满足试验技术要求。

针对几种典型的电嘴故障现象进行了详细的分析,提出了可行的排故方法。作为活塞式航空发动机点火系统的重要部件之一,电嘴的主要作用

简要介绍了公差传递模型及求解方法,针对航空发动机整机尺寸链设计特点,详细介绍了某型发动机典型径向跳动、径向及轴向间隙分析过程及结果。通过考虑尺寸公差、形位公差、周向定位三种不同维度比较对结果的影响,同时详细分析了三种公差求解方法的应用特点。

叙述了知识工程(kbe)的概念和关键技术,介绍了kbe技术的开发工具和系统架构方案,并以综合应用clips和ug/openapi进行开发航空发动机叶片的设计系统为例,详细论述了实现方法和过程。

为了提高航空发动机支架结构的设计质量,为发动机的正常工作提供稳固的支撑,就需要对支架结构进行拓扑设计分析,进而不断优化支架结构。本文对拓扑优化理论进行了一定的论述,在此基础上,进一步讨论了发动机支架的拓扑优化,并对设计方案进行了对比分析,进而优选最佳的设计方案,对于从事相关工作的技术人员具有一定的借鉴意义。

在介绍solidworks软件的基础上,详细分析了其在航空发动机及其主要零部件的设计、性能分析和加工各阶段的应用情况,结果表明,该软件在航空发动机的设计中应用前景良好。

通过有限元计算,对比分析了圆弧型与平面型榫齿面接触应力分布规律以及对加工和装配误差的敏感性。研究结果表明:圆弧型榫齿面能够明显改善接触表面挤压应力的分布,大大降低挤压应力的峰值,从而有效提高抗微动疲劳能力。此外圆弧型榫齿型面的榫头对加工偏差、安装状态变化不敏感,具有鲁棒性特征。在上述研究结果的基础上,对圆弧型榫头型面如何进行优化设计进行了深入研究,提出了采用二维建模进行优化,在三维模型上进行验证的优化设计方法,降低了计算工作量,达到了工程化的目的,并设计出了某型发动机圆弧型榫头型面。研究结果表明该方法合理有效。

介绍了一套基于arm平台和uclinux操作系统远程配置模块的设计过程。系统主控微处理器选用了三星公司的s3c44b0x芯片,并根据需要扩展flash和sdram存储器、以太网等硬件模块。软件上采用c/s架构,由通信程序、驱动程序、控制程序等部分组成。通过测试,系统实现了局域以太网的接入,比较好的完成基于internet的设备监控功能,有一定的实用价值。

随着嵌入式系统的广泛应用和网络技术的发展,工控设备、信息家电等嵌入式系统的越来越要求将大量的非网络设备接入internet。介绍了一套基于arm平台和uclinux操作系统远程配置模块的设计过程。系统主控微处理器选用了三星公司的s3c44b0x芯片,并根据需要扩展flash和sdram存储器、以太网等硬件模块。软件上采用c/s架构,由通信程序、驱动程序、控制程序等部分组成。通过测试,系统实现了局域以太网的接入,能过较好的完成基于internet的设备监控功能,有一定的实用价值。

区块链是当下被谈论得最多也是最热门的话题之一。区块链的优势在于提升协同效率、优化业务流程、降低运营成本,有着较为广阔的应用前景。区块链技术在航空发动机的制造过程、供应链管理及售后服务中的应用值得期待。

高温钛合金具有密度低、比强度高、耐腐蚀能力强、无磁性及良好的高温力学性能等特点,被广泛应用于航空航天领域特别是航空发动机中,高温钛合金应用在航空发动机中可以有效提高发动机的推重比,已经成为航空发动机构件不可或缺的组成材料。文章综述了高温钛合金的氧化特性、疲劳特性、蠕变特性及其在航空发动机上的应用,最后对我国更好地发展高温钛合金提出一些建议。

对通用监控模块的构成设计和实现方法进行了阐述。该模块不仅能对中小型仪器进行检测和分析,同时还能诊断和在线检测大型设备系统。

介绍了航空发动机压力测量箱自动校准系统的结构组成及功能实现,并对其测量结果的不确定度进行分析评定。该系统的设计可提高工作效率,避免手动校准带来的不确定度因素,拓宽了航空发动机压力测量的校准渠道,为测量结果的准确性提供保障。

海军用航空发动机工作环境相当恶劣,其热端部件极易受到腐蚀,在涡轮叶片喷涂陶瓷涂层可以有效解决这一问题。本文通过试验验证的方法,分析了陶瓷涂层的抗高温氧化、抗高温热腐蚀和抗热震性能,以及介绍了陶瓷涂层在航空发动机上的应用及发展前景。

复杂装备如航空发动机通常包含大量的对产品性能与可靠性有着重要影响的管线,管线敷设需要考虑空间限制与规则约束,手工敷设会导致反复修改且效率低下。提出一种基于工程规则的航空发动机管线自动敷设算法。该方法将航空发动机布管问题描述为求取满足一定规则的扫掠圆运动轨迹问题,采用柱坐标系对航空发动机的回转布管空间进行描述,构建轨道线框用于限定扫掠圆的运动轨迹。提出基于工程规则的布管算法引导扫掠圆接近目标,并提出障碍轮廓扩张法使得扫掠圆绕过形状复杂的管路附件。算法存储空间小、搜索速度快,且不局限于柱面或锥面,因此更具一般性。通过若干航空发动机管路敷设的数值算例,验证了算法的可行性与高效性。

介绍了标准体系发展趋势,指出标准体系的建设方向逐渐由单一的二维视图理论发展到分层的、多维的架构理论,基于系统工程理论,系统阐述了建立正向研制流程驱动的航空发动机标准体系的建设思路,保障我国航空发动机的自主研发.