航空活塞發動機
關注創建者：drtb 創建時間：2017-01-11
航空活塞發動機的視頻教程
發動機活塞的Workbench動力學仿真，視頻免費無聲音，操作細致，提供附件（需購買）練習。
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航空活塞發動機的實例教程
殊不知，現在的宗申已經造出了航空發動機，并且還是全球最大的水上飛機運營商。從造摩托芯到造飛機芯的巨大轉變，多少還是有點兒讓人感到意外和驚喜。
2020年3月25日，宗申制造的C115航空活塞發動機獲得德國“DULV超輕型適航認證”證書！該證書的獲得，標志著C115發動機具備可適用于歐洲各類旋翼、固定翼輕型運動類飛行器的條件，獲得了進入歐洲航空器市場的“通行證”。
其實，早在2016年5月10日，軍用“彩虹”3無人機搭載的C115型航空活塞發動機，在重慶大足（西南某機場）進行了飛行試驗，試飛高度達到海拔6000米。而這顆動力心臟的研制著確是中國的一家摩托車制造商宗申動力。
“彩虹”3無人機
試飛后，經過航空動力專家評審，C115型航空活塞發動機起飛、爬升、巡航及冷卻等性能均符合“彩虹3”無人機使用要求。這意味著國產大型無人機可以裝上“中國芯”飛上藍天，其意義不言而喻。
2017年6月23日，河南三和航空工業有限公司搭載宗申動力C115型航空活塞發動機的“太陽之鷹”自轉旋翼機首飛成功，標志著國產航空發動機在通航產業的實用化進程邁入了一個新階段。在此之前，三和航空生產的自轉旋翼機及大型無人機均采用奧地利Rotax公司的進口發動機。
C115活塞發動機，僅從其緊湊、干練的外觀，就能感受到它與摩托車、通用機械發動機的不同，其附加價值，更是比摩托車、通用機械發動機高出一大截。
事實上，國內九成以上的航空活塞發動機市場被美國大陸、美國萊康明以及奧地利Rotax等國外品牌占據，國產航空活塞發動機發展滯后嚴重制約著我國無人機和通航產業的發展。宗申動力研制的一系列航空活塞發動機，在很大程度上填補了我國在大馬力段航空活塞發動機領域的空白。
展開 更加典型的，是捕食者A采用的78.3kW的Rotax914型4缸4沖程渦輪一級增壓活塞發動機，升限7925米。該發動機采用自然吸氣時，在海拔3000m 時，其功率下降30%，4500米時下降40%，9000米時下降65%。而采用一級增壓之后在海拔4500m 時，功率依然能達到平原的90%左右。
第三：高能點火技術
活塞發動機的點火方式有點燃式(火花塞跳火)和壓燃式(靠壓縮行程將混合氣壓縮到燃點，使其自動著火)。汽油機采用火花塞方式的比較多。至于重油機，重油燃點比汽油高，因此火花塞點火需要很高的能量，某型號研究燃油消耗率要高于壓燃式20%左右。
因此重油機的點火方式更適合采用壓燃式，這就需要較高的壓縮比才能壓燃重油。
對于點燃式的汽油機，為了保證發動機在各種工況和條件下可靠安全的點火，點火系統必須在發動機不同海拔不同工況下都能提供可靠而準確的點火花，目前航空發動機采用的先進點火技術主要有高能點火和雙火花塞快速燃燒技術。
高能點火系統的工作可靠性以及成本問題沒有得到有效解決，航空發動機應用較少。而航空發動機應用雙火花塞點火系統已有將近四十年的歷史，其中，ROTAX 系列高空汽油機是應用雙火花塞點火技術成功的典范。
第四、輕量化航空重油活塞發動機的可靠性
航空活塞發動機體積小，對氣動設計有利;重量輕，對提高功重比有利，這是它成為通用航空領域小型飛行器動力的重要優勢因素。但是航空活塞發動機的燃料從航空汽油換成重油之后，再經過上述一、二亮點的優化設計，各種部件、附件增加，發動機的體積和重量有所增加，反過來弱化了活塞機的優勢。
既要降低重量和體積，又要保證在重油粗暴工作方式下發動機的運行正常，對于長航時無人機還要有充分的可靠性和耐久性。
展開 歷經20多天，安徽航瑞航空動力裝備有限公司“云雀”發動機在昆侖山口等地，開展了外場帶槳高原試驗。在高海拔、低溫環境下，對發動機的高海拔動力性能、低溫冷起動性能、整機熱管理性能等各項指標進行了專項測試。
“云雀”高原帶槳試驗
“云雀”發動機設計之初即確立了以高功重比、低油耗、長航時、環境適應性強等為目標重點，以“國際領先，國內一流”，引領航空活塞發動機先進技術水平為目標的開發思路。作為國內首款完全自主研發的四沖程對置航空重油發動機，“云雀”在多方面取得了實質性突破：
① 全機液冷、干式潤滑系統；
② 重油壓燃，兼容多種燃料——重柴油、輕柴油、航空煤油(RP-3/RP-5)；
③ 雙冗余FADEC系統，具備實時發動機健康管理功能；
④ 從結構設計、新材料、新工藝應用方面進行輕量化設計開發，獲得極高的功重比。
航瑞公司投入大量人力物力探索和驗證航空活塞發動機在高原環境下的性能表現，并將高原試驗常態化，在更貼近客戶應用環境的高海拔的區域進行更充分的驗證，也將為終端客戶的動力匹配和應用提供第一手的試驗數據。
“云雀”發動機的成功開發，從根本上解決目前航空活塞動力應用在重油、高功重比、高原性能等方面的難點和痛點，突破了航空活塞發動機的應用瓶頸，標志著航瑞公司在航空活塞發動機領域取得了可喜的進步。這款開發成熟的發動機很快在多個機型上進行更多的掛飛試驗項目。以“云雀”等發動機為切入點，航瑞公司將為廣大客戶帶來更多的動力選擇和良好的動力體驗。
展開 航空重油發動機指燃用餾分在航空煤油到重柴油之間的任意混合物的航空活塞發動機，其低油耗、高功重比以及燃料易獲得性和運輸安全性，得到世界上發達國家的關注，是下一代通航活塞動力的解決方案之一。目前，世界發達國家的重油發動機已經投入使用，正在進行下一代重油發動機的研制，進一步提高安全性、經濟性水平。
一、美國液體活塞公司開發新型轉子重油活塞發動機——“X發動機”
在DARPA的支持下，美國創業公司液體活塞公司（LiquidPiston）正在測試一種新型轉子發動機——“X發動機”，該公司表示該發動機將比傳統柴油機發動機輕小10倍，而燃油效率是燃氣渦輪發動機的兩倍。
液體活塞公司自2004年以來一直致力于該發動機的研制，現正在進行其第五代發動機的研制工作。“X發動機”已經驗證了在轉子活塞發動機中的最高壓比，這家位于康涅狄格州布龍菲爾德的公司已經獲得了DARPA提供的資金，建造和測試一個30千瓦(40馬力)壓燃發動機的核心——“X4”，該發動機具有應用于飛機的潛力。
DARPA項目經理馬克·古斯塔夫森（Mark Gustafson）表示：“DARPA認為，這里存在發展出一個高效，緊湊，輕重量重油發動機系列的可能性。如果這個項目完全成功，將提供概念證明，證明我們具有挑戰性的目標是可實現的，并為可用于地面、空中和海上的潛在新能力鋪平道路?！?最初瞄準無人機，以及地面動力，液體活塞公司的X4是一個40馬力（30千瓦）、四沖程重油"逆轉子"引擎。
展開 本文基于內燃機高海拔（低氣壓）模擬試驗臺[5-6]，對無人機發動機高空運行時的冷卻環境進一步模擬，搭建了活塞式無人機發動機高空性能模擬試驗臺，進行了0-7000m海拔下的發動機性能試驗，分析了海拔高度變化對活塞式無人機發動機的動力性、經濟性影響規律。
1 試驗系統
性能試驗在活塞式無人機發動機高空性能模擬試驗臺上進行，試驗系統組成如圖1所示。試驗臺由進排氣低壓模擬系統、高空冷卻環境模擬系統、發動機狀態監測系統以及發動機控制系統等組成，可實現模擬0-7000m海拔下活塞式發動機進排氣壓力模擬、高空冷卻環境模擬，并能夠監測發動機動力性、經濟性以及熱負荷性能參數。
試驗用無人機發動機為Rotax-914對置活塞式汽油機，主要技術參數見表1。
表1 Rotax-914汽油機技術參數
試驗中航空發動機的高空進排氣模擬采用進排氣低氣壓模擬系統來完成，該系統通過進氣節流和排氣抽真空的方式，實現汽油機高空條件下的進排氣壓力模擬。圖2為進排氣低壓模擬系統實物圖。
活塞式航空發動機對工作環境，尤其是對冷卻液溫度、進排氣溫度等參數具有較為嚴格的要求，表2為對置活塞汽油機工作狀態監測系統實時監控的參數及監控儀器，共有溫度參數監測點6個、壓力參數監測點3個、流量參數監測點3個。（表2）
2 高空環境對發動機動力性、經濟性影響結果分析
隨著海拔升高，空氣密度降低，活塞式航空發動機缸內進氣量減少，缸內燃燒質量惡化，直接影響發動機的動力性和經濟性。
由圖3、圖4可以看出，隨著海拔升高，活塞式航空發動機的動力性變化規律呈現以下特點。
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<p>根據上次收集到的問卷，本案例利用Fluent對三維航空發動機尾噴管氣動特性展開了初步仿真計算，并介紹了FMG初始化方法。后續可以通過該方法對各種不同的機尾噴管進行仿真優化，應用于聲隱身、紅外隱身、艦載機擋板適配等領域。</p><p><strong>1 workbench 設置</strong></p><p>本案例計算模型簡單，且為瞬態計算，僅需選擇Fluent（帶網格劃分模塊即可），相關的workbench
<p><strong>前言</strong></p><p><br></p><p><strong>航空發動機的燃燒室</strong></p><p><br></p><p>燃燒室位于高壓壓氣機下游，高壓渦輪上游。燃燒室的主要作用是把燃料中的化學能經過燃燒釋放出來，轉變為熱能，使進入發動機的空氣總焓增加，變為燃氣。高能的燃氣就具備了在渦輪和尾噴管做功的能力。從工程熱力學的角度，燃燒室屬于能量的注入和轉換的裝置
<p>航空航天發動機中的燃燒現象是一種復雜的物理化學過程，包括流動、霧化、相變、傳熱傳質、點火熄火、化學反應、污染物排放、熱聲振蕩和冷卻等多個過程，加上燃燒的非定常性和高湍流度，使得準確模擬燃燒過程變得異常困難。在傳統CFD模擬需要考慮的質量守恒方程、動量守恒方程和能量方程之外，燃燒還需要考慮組分守恒方程以及多相流、相變、熱聲耦合等多個模型，其中任何一個過程模擬的失真，都將影響最終的燃燒計算。</p
航空航天發動機中的燃燒現象是一種復雜的物理化學過程，包括流動、霧化、相變、傳熱傳質、點火熄火、化學反應、污染物排放、熱聲振蕩和冷卻等多個過程，加上燃燒的非定常性和高湍流度，使得準確模擬燃燒過程變得異常困難。在傳統CFD模擬需要考慮的質量守恒方程、動量守恒方程和能量方程之外，燃燒還需要考慮組分守恒方程以及多相流、相變、熱聲耦合等多個模型，其中任何一個過程模擬的失真，都將影響最終的燃燒計算。積鼎科技CFDPro
整機全三維仿真技術作為加快航空發動機研發的數字引擎，可在虛擬數字空間實現發動機整機全三維性能高精度快速預測，解決發動機整機匹配問題，縮短研發周期、降低研制風險和成本，實現從傳統設計到預測設計的模式轉變，加速航空發動機研發進程。
圖1 項目研究方案
傳統航空發動機的研制采用的是“設計、試驗驗證、修改設計、再試驗”反復迭代的串行研制模式，特別是整機性能更是需要通過大量的試驗進行驗證，這將導致驗證周期長
摘 要：航空發動機渦輪盤榫槽常用拉削加工研制而成，拉刀作為重要一環，其刃口大小將直接影響拉削加工性能與服役壽命。通過有限元仿真軟件，比較和討論了拉削速度為5m/min時不同拉刀刃口大小對過程溫度、米塞斯應力、軸向力以及工件材料流動的影響，得出了在該工況下具有最優加工性能和服役壽命的刃口大小范圍為10～15μm。
關鍵詞：拉削加工;刃口大小;AdvantEdge仿真;FGH95高溫合金;
航空事業是我國重點發展的一項事業。當前，我國在航空領域已經取得了顯著成就。為繼續促進航空事業發展，有必要持續發展航空發動機零部件數字化檢測技術，提升航空發動機裝配水平，保證航空發動機制造水平。本文主要介紹了航空發動機零部件數字化檢測技術概念與應用價值，分析了航空發動機零部件數字化檢測技術應用要點，旨在為航空發動機零部件數字化檢測工作的順利開展提供支持
隨著科技的發展，航空航天、汽車等行業的工業生產要求不斷提升，燃氣輪機
