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颗粒—壁面碰撞建模与数据处理作者：吴铁鹰赵梦熊来源：《振动工程学报》2014年第04期摘要：直升机发动机吸入沙粒会严重影响寿命和可靠性，加装粒子分离器以净化进气必要性不言而喻。
根据以往研究，碰撞是影响粒子在分离器中运动轨迹的主要因素。
采用数值模拟方法，得到大量不同初始条件下反弹参数，分析相对位移、碰撞时间、反弹速度、反弹角度等参数与入射条件的关系特性。
并将所得到的仿真结果与实验统计结果进行对比，能够较好吻合。
最后将处理后的数据导入关系型数据库，建立沙粒与壁面碰撞反弹模型数据库基础表。
文中的结果全面考虑多种初始条件的共同作用，使计算准确性大大提高，对指导分离器型面设计有一定贡献。
关键词：航空发动机；粒子；碰撞；轨迹；数值模拟中图分类号： V231.3文献标识码： A文章编号： 10044523（2014）04058909引言飞机在机场起飞着陆时，进入发动机的空气含有尘土、沙石及冰雪等杂物。
而在山区、海面、沙漠等一些特定环境下工作的直升机，在使用阶段更是不可避免地吸入一些外物，例如沙粒、盐雾等。
工作介质中存在的悬浮颗粒会对机械性能及寿命产生显著影响，尤其在粒子速度及碰撞频率很高的发动机转动部件中。
这种影响体现在结构及气动两方面：结构方面的损伤主要是对压气机叶片的侵蚀，其他轴流机械中叶片点蚀和切割前缘，增加叶片表面粗糙度[1]。
这种现象的净结果是改变了叶片表面的压力分布及发动机总体性能；从气动方面看，这种现象的总体效果表现为增加了叶片通道的总压损失。
航空发动机吸入颗粒的严重性可由下面的事例体现：一台无进气防护装置的直升机发动机在粒子浓度仅为1 g/m3的环境中，工作寿命只有10小时[2]。
因此，加装进气防护系统是十分必要的。
直升机进气防护装置主要可分为三类：格栅过滤器、涡旋管和惯性粒子分离器[3]。
格栅过滤器由于需要频繁清洁和更换滤网已经被淘汰。
涡旋管虽能够提供较高的分离效率，但由于其过大的迎风面积也被取代。
罗尔斯·罗伊斯公司『RR』 TF41 系列TF41牌号TF41用途军用涡扇发动机类型涡轮风扇发动机国家美国厂商罗尔斯·罗伊斯公司/艾利逊发动机公司生产现状停产装机对象单发攻击机A-7D(空军型)、A-7E(海军型)、A-7H及其教练型TA-7H研制情况TF41是美国艾利逊公司和英国罗尔斯·罗伊斯公司联合研制和生产的涡轮风扇发动机。
该发动机是英国罗尔斯·罗伊斯公司斯贝RB168-25的一种改型，用来装A-7攻击机。
1966年美空军与这两家公司签订合同，艾利逊公司负责研制和生产TF41发动机特有的零部件，罗尔斯·罗伊斯公司提供技术合作和与斯贝发动机通用的零部件。
TF41-A-1发动机于1967年10月首次试车，1968年6月通过试飞前规定试验。
1969年6月正式完成定型试验。
在研制过程中，发动机积累了3600h以上的试验。
经过多年的修改设计，使发动机翻修寿命达到1500h。
主要改型有TF41-A-1、TF41-A-2和TF41-A-100/-A-400。
结构和系统(TF41-A-1)进气口整体钢机匣。
无进口导流叶片。
风扇及外涵3级轴流式。
水平对开机匣。
全外涵。
低压压气机2级轴流式，与风扇同轴。
高压压气机11级轴流式。
燃烧室环管形。
有10个火焰筒和10个双油路喷嘴。
高压涡轮2级轴流式。
2级导向器叶片和第1级转子叶片气冷。
低压涡轮2级轴流式。
尾喷管内、外涵气流经简单混合在喷管排气段内混合后排出。
控制系统机械液压式。
转速和加速自动控制，应急时人工超控。
技术数据(TF41-A-2)起飞推力(daN) 6679最大起飞耗油率[kg/(daN·h)] 0.66推重比 4.97空气流量(kg/s) 119.3涵道比 0.74总增压比 21.4涡轮进口温度(℃) 1155直径(mm) 1004长度(mm) 2900质量(kg) 1370RTM322RTM322系发动机结构牌号RTM322用途军用涡轴发动机类型涡轮轴发动机国家法国厂商罗尔斯·罗伊斯公司/透博梅卡生产现状研制完毕，准备投入批生产装机对象RTM322-01 EH-101、AS322/AS.532、NH90、AH-64A、S-70C、UH-60A/B、SH-60B、WS-30、A129、卡-62R。
link appraisement 中国航发湖南动力机械研究所中国科技信息2021年第9期·CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION May.2021◎航空航天（FADEC）。
设计特点高功率增长潜力RTM322发动机从整体结构布局、部件设计、材料选取以及冷却技术方面都保证了发动机在现有安装包线内的50%功率增长潜能。
RTM322所有型别的发动机中心直径相比同级发动机大50%，轴流压气机采用了等中径设计，离心叶轮和径向扩压气子午流道倾斜，叶片与机匣间的径向间隙0.125mm~0.2mm。
RTM322发动机的空气流量始终保持在5.75kg/s以上，在其发展型中，加大了压气机的尺寸，进一步增加了空气流量，使其功率有显著的提高。
RTM322的涡轮采用了弯叶片技术，有效地控制叶片表面径向二次流和端壁横向二次流发展，降低了端部流动损失。
RTM322-01的燃气发生器涡轮进口温度为1327℃，留出了较大的升温裕度。
通过扩大燃气发生器涡轮预旋导向器的冷却孔，-01/9A型相对-01/9型的冷却效率提高了10.5%；燃烧室利用了多孔壁技术，其内壁带有7800个激光钻孔，发散冷却，冷却环和火焰筒使用了热障涂层，可耐超过1400℃的高温；-01/9A型和-04/8型发动机的第1级自由涡轮叶片使用了单晶材料RR2000取代原先使用的Inconel 738LC，使其能承受更高的温度。
支承系统简单RTM322采用5个支承点的布局，只有2个轴承腔。
燃气发生器由2个轴承支承，一个位于轴流压气机前端，为滚珠轴承，采用挤压油膜减振，另一个位于燃气发生器涡轮后端，为滚柱轴承；自由涡轮前端有2个滚柱轴承支承；功率输出轴前端用1个滚珠轴承支撑。
燃气发生器转子采用简支形式，转子各段彼此用端面套齿定心传扭，用中心螺栓拉紧，配装时加预紧载荷以增加连接刚性。
自由涡轮转子短轴固定在功率轴上，用圆柱面定心花键套齿传扭形成悬臂粱，为弹性支承，采用挤压油膜减振，并有限幅环。
涡轮发动机和涡扇发动机（一）、涡轮喷气发动机的原理涡轮喷气发动机简称涡喷发动机，通常由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。
部分军用发动机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。
涡喷发动机属于热机，做功原则同样为：高压下输入能量，低压下释放能量。
工作时，发动机首先从进气道吸入空气。
这一过程并不是简单的开个进气道即可，由于飞行速度是变化的，而压气机对进气速度有严格要求，因而进气道必需可以将进气速度控制在合适的范围。
压气机顾名思义，用于提高吸入的空气的的压力。
压气机主要为扇叶形式，叶片转动对气流做功，使气流的压力、温度升高。
随后高压气流进入燃烧室。
燃烧室的燃油喷嘴射出油料，与空气混合后点火，产生高温高压燃气，向后排出。
高温高压燃气向后流过高温涡轮，部分内能在涡轮中膨胀转化为机械能，驱动涡轮旋转。
由于高温涡轮同压气机装在同一条轴上，因此也驱动压气机旋转，从而反复的压缩吸入的空气。
从高温涡轮中流出的高温高压燃气，在尾喷管中继续膨胀，以高速从尾部喷口向后排出。
这一速度比气流进入发动机的速度大得多，从而产生了对发动机的反作用推力，驱使飞机向前飞行。
涡轮喷气发动机的优缺点这类发动机具有加速快、设计简便等优点，是较早实用化的喷气发动机类型。
但如果要让涡喷发动机提高推力，则必须增加燃气在涡轮前的温度和增压比，这将会使排气速度增加而损失更多动能，于是产生了提高推力和降低油耗的矛盾。
因此涡喷发动机油耗大，对于商业民航机来说是个致命弱点。
（二）、涡轮风扇喷气发动机的原理涡桨发动机的推力有限，同时影响飞机提高飞行速度。
因此必需提高喷气发动机的效率。
发动机的效率包括热效率和推进效率两个部分。
提高燃气在涡轮前的温度和压气机的增压比，就可以提高热效率。
因为高温、高密度的气体包含的能量要大。
但是，在飞行速度不变的条件下，提高涡轮前温度，自然会使排气速度加大。
而流速快的气体在排出时动能损失大。
因此，片面的加大热功率，即加大涡轮前温度，会导致推进效率的下降。
航空发动机废气排放物污染控制技术研究航空发动机废气排放物污染控制技术是航空工业领域中的一个重要研究方向。
航空发动机的燃烧过程会产生大量废气排放物，包括氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）、二氧化碳（CO2）和硫化物等，这些废气排放物对大气环境和人类健康都带来了潜在的危害。
因此，对航空发动机废气排放物进行控制和减少已成为全球范围内的一个研究热点。
目前，航空发动机废气排放物污染控制技术主要包括两个方面的内容，一是控制废气排放物的生成，二是采用尾气处理装置进行废气排放物的处理。
在控制废气排放物的生成方面，主要有以下几个途径：1.燃烧技术优化：通过优化燃烧室的设计和燃烧过程的控制，减少废气排放物的生成。
其中包括燃烧室的气动设计、燃烧室的燃烧市场和燃烧室的燃烧控制等方面的研究。
2.燃料改性：通过改进燃料的配方和燃料的性质，减少废气排放物的生成。
其中包括燃料添加剂的研究和新型燃料的开发等方面的研究。
3.辅助燃烧：通过在废气排放路径上增加辅助燃烧装置或增加燃烧室的数量，对废气进行二次燃烧，将废气中的有害物质转化为无害物质。
其中包括稀释燃烧、再燃烧和催化燃烧等方面的研究。
在废气排放物的处理方面，主要有以下几种技术：1.氮氧化物的处理：氮氧化物是航空发动机废气中的主要有害物质之一，对大气环境具有很大的危害。
目前常用的处理方法包括选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）等。
2.颗粒物的处理：颗粒物是航空发动机废气中的另一个主要有害物质，直径小于10微米的颗粒物被认为是对人体健康具有最大潜在危害的颗粒物。
目前常用的处理方法包括颗粒物捕集器（DPF）和静电沉积器（ESP）等。
3.二氧化碳的处理：二氧化碳是航空发动机废气排放的主要成分之一，对全球气候变化具有显著影响。
目前常用的处理方法包括碳捕集和碳封存等。
4.硫化物的处理：硫化物是航空发动机废气中的另一个有害物质，对环境和人体健康具有一定的危害。
目前常用的处理方法包括催化还原和氧化脱硫等。
先进的直升机传动系统技术的实际应用作者：孙宏龙来源：《经济技术协作信息》 2018年第4期直升机传动系统是构成直升机不可缺少的一部分内，同时在其中占据相当重要的位置，在发动机的功率和转速按一定的比例传递给旋翼、尾桨以及各附件的过程中必须实现对传动系统的使用，这可对直升机传动系统的重要性与必要性进行充分说明。
单机种配套、结构复杂、技术难度大、功重比高高效率、高可靠性、维护性好以及适应各种环境等是其显著优势与特征，同时可对直升机性能以及可靠性造成直接影响。
一、传动系统设计技术1.先进总体结构、部件设计技术。
传动系统动力学设计技术、主减润滑系统设计技术、分流传动的均扭结构设计技术等是先进总体结构的重要组成部分，同时需要注意的是上述内容也作为不可缺少的部分存在于部件设计技术中。
传动系统乃至全机的振动载荷、振动水平会受到多种客观因素的直接影响，其中传动系统结构动力学特性对其影响最为直接。
在先进传动系统研制的技术中最为核心的一部分内容就是传动系统动力学分析与设计技术，为在真正意义上促使直升机传动系统的工作能力得到提升，必须在结合实际情况的基础上实现对先进润滑系统的科学使用，这对传动系统的安全可靠性及延长翻修间隔期的提升也有极大的促进作用。
在实际对直升机进行研究的过程中我们始终将减轻传动系统的重量作为主要目标，传动级数、平行功率传递路径的数目及末级传动比是对减速器重量造成直接影响的关键因素，相对于行星传动机构来说，传动比高、传动级数少、齿轮和轴承数量少、传动效率高、齿轮系传动噪声小、功重比大等是分扭传动机构的明显特征与优势，这也是其实现大面积使用的主要原因。
2.高性能传动系统设计技术。
干运转设计技术、高DN值陶瓷轴承设计制造技术、主减速器降噪技术是高性能传动系统技术的重要组成部分，同时需要注意的是、提高减速器TBO 的技术、提高减速器传动效率技术等也在上述范围涵盖之内。
干运转能力是一种在丧失润滑的基础上还可继续运行的工作能力，造成润滑丧失的原因较为复杂。
罗余斯•罗伊斯衣司『RR』TF41糸刊TF41牌号TF41用變军用涡扇发动机类型涡轮风扇发动机国家美国厂商罗余斯•罗伊斯公司/艾利逊发动机公司生产现状4产裝机对象单发攻击机A-7D（空军型）、A-7E（海军型）、A・7H及其教练型TA-7H研制構况TF41是美国艾利逊公司和美国罗余斯•罗伊斯公司朕合研制和生产的涡轮庵扇发动机。
该发动机是美国罗余斯•罗伊斯公司斯贝RB168-25的一种改型，用来裝A・7攻击机。
1966年美空军与这两家公司签订合同，艾尾喷管内、外涵毛流经简单混合柱喷管排毛段内混合后排出。
控制糸统机械液压式。
转速和加速自动才璧制，应急时人工超控。
技术數捱(TF41-A-2)起.飞推力(daN)6679最丸起.飞耗油率［kg/(daNh)J0.66推重比 4.97空毛流量(kg/s)119.3涵道比0.74总增压比21.4涡轮进口温度(°C)1155直咎(mm)1004长度(mm)2900质量(kg)1370RTM322RTM322系发动机结构牌号RTM322用變军用涡轴发动机类型涡轮轴发动机国家法国厂商罗余斯•罗伊斯公司/透博梅卡生产现状研制完牛，准备枚入枇生产裝机对象RTM322-01 EH-10H AS322/AS.532、NH90、AH-64A. S-70C, UH-60A/B, SH-60B. WS- 30、A129、卡-62Ro研制惜况RTM322是英国罗余斯•罗伊斯公司与法四透博梅卡公司共同研制的新一代涡轴发动机。
1980年英、比、意三国的发动机制遙商组成朕合公司，制文了共同研制新一代涡轴发动机的计划。
后来意大利退出，计划就由英国的罗余斯•罗伊斯和法国的透博梅卡公司埶行。
研制工作包括1300h地面台架试验、400h飞行忒验及一项合格鉴定试睑。
研制工作从1984年开始。
同年12月燃毛发生彖开始台架运转。
1985年1月发动机耆次运转。
1987年RTM322裝淮.SH-60H上屯成看次飞行试验。
图解直升机原理之一－－－涡轮轴发动机工作原理航空涡轮轴发动机航空涡轮轴发动机，或简称为涡铀发动机，是一种输出轴功率的涡轮喷气发动机。
法国是最先研制涡轴发动机的国家。
50年代初，透博梅卡公司研制成一种只有一级离心式叶轮压气机、两级涡轮的单转于、输出轴功率的直升机用发动机，功率达到了206kW(280hp)，成为世界上第一台直升机用航空涡轮轴发动机，定名为“阿都斯特—l”(Artouste—1)。
首先装用这种发动机的直升机是美国贝尔直升机公司生产的Bell 47(编号为X H—13F)，于1954年进行了首飞。
涡轴发动机的主要机件与一般航空喷气发动机一样，涡轴发动机也有进气装置、压气机、燃烧室、涡轮及排气装置等五大机件，涡轴发动机典型结构如下图所示。
进气装置由于直升机飞行速度不大，一般最大平飞速度在3 50km/h以下，故进气装置的内流进气道采用收敛形，以便气流在收敛形进气道内作加速流动，以改善气流流场的不均匀性。
进气装置进口唇边呈圆滑流线，适合亚音速流线要求，以避免气流在进口处突然方向折转，引起气流分离，为压气机稳定工作创造一个好的进气环境。
有的涡轴发动机将粒子分离器与进气道设计成一体，构成“多功能进气道”，以防止砂粒进入发动机内部磨损机件或者影响发动机稳定工作，这种多功能进气道利用惯性力场，使含有砂粒的空气沿着一定几何形状的通道流动。
由于砂粒质量较空气大，在弯道处使砂粒获得较大的惯性力，砂粒便聚集在一起并与空气分离，排出机外(见下图)。
压气机压气机的主要作用是将从进气道进入发动机的空气加以压缩，提高气流的压强，为燃烧创造有利条件。
根据压气机内气体流动的特点，可以分为轴流式和离心式两种。
轴流式压气机，面积小、流量大；离心式结构简单、工作较稳定。
涡轴发动机的压气机，其结构形式几经演变，从纯轴流式、单级离心、双级离心到轴流与离心混装一起的组合式压气机。
当前，直升机的涡轴发动机大多采用的是若干级轴流加一级离心所构成的组合压气机。
