航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展與展望

吉飆奇

摘要：近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷飛速發(fā)展，科技投資力度的加大，我國(guó)航空科技也得到了很大的提高。特別是近年來，我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。本文就針對(duì)我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)動(dòng)力學(xué)研究的進(jìn)展進(jìn)行綜述分析，同時(shí)，就我國(guó)目前的航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)動(dòng)力學(xué)研究提出自己的建議，并針對(duì)其未來發(fā)展提出自己的設(shè)想。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī) ?動(dòng)力學(xué) ?研究 ?展望

引言

科學(xué)技術(shù)在推動(dòng)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中具有非常重要的作用和意義，同樣，科學(xué)技術(shù)也推動(dòng)了我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)動(dòng)力學(xué)的研究與發(fā)展。航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛機(jī)的動(dòng)力裝置，就像人類的心臟一樣，對(duì)飛機(jī)而言具有非常重要的作用。航空發(fā)動(dòng)機(jī)在我國(guó)軍事應(yīng)用中的地位也是非常重要的，因此，研究航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)動(dòng)力學(xué)對(duì)我國(guó)的國(guó)防科技事業(yè)的發(fā)展都有極其重要的意義。

1航空發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力學(xué)分析研究現(xiàn)狀與進(jìn)展

1.1轉(zhuǎn)子葉片振動(dòng)研究現(xiàn)狀

在研究航空發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力學(xué)分析中，我們常常會(huì)遇到發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片振動(dòng)等相關(guān)問題。航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片振動(dòng)中最常見的振動(dòng)形式主要有兩種，包括強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)這兩種形式。一般情況下，在研究航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片振動(dòng)的科研活動(dòng)里，目前研究表明，引起強(qiáng)迫振動(dòng)和自激振動(dòng)的激振力為周期性激振力，科學(xué)研究人員根據(jù)其振動(dòng)的區(qū)別把這種周期性激振力劃分為兩種，包括機(jī)械和氣動(dòng)兩種激振力。在目前我們研制飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)候，通常會(huì)充分的考慮到機(jī)械和氣動(dòng)兩種激振動(dòng)帶來的振動(dòng)損壞，但是即便是已經(jīng)針對(duì)這兩種振動(dòng)形式在設(shè)計(jì)的同時(shí)進(jìn)行了充分的設(shè)計(jì)，以保證其避免了振動(dòng)，然而目前的事實(shí)告訴我們，在國(guó)內(nèi)和國(guó)外的一些航空的飛機(jī)事故仍會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)子葉片的振動(dòng)，這種振動(dòng)的存在還導(dǎo)致了一些比較嚴(yán)重的飛機(jī)飛行事故。這些事故的存在說明了目前我們研究還不透徹，還有一些因素并沒有考慮到。

1.2發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀

我們?cè)谶M(jìn)行航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)動(dòng)力學(xué)分析的時(shí)候，針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣的動(dòng)力學(xué)研究與分析一直沒有間斷。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)匣在發(fā)動(dòng)機(jī)裝置中發(fā)揮了重要的作用，其不但承受了來自發(fā)動(dòng)機(jī)其它部件的慣性力載荷，同時(shí)還需要承受在運(yùn)行中氣體和溫差產(chǎn)生的各種載荷。由于我們?cè)谠O(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)候，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)自身的重量有一定的要求，我們?cè)谠O(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，常常會(huì)把機(jī)匣的重量設(shè)計(jì)的比較低，通常我們?cè)跒闄C(jī)匣減重的設(shè)計(jì)中，會(huì)通過靜強(qiáng)度的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，但是僅僅能滿足靜強(qiáng)度的要求，往往會(huì)導(dǎo)致一些飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的其它問題，包括由機(jī)匣不能滿足剛度要求而導(dǎo)致的一些振動(dòng)等問題，這些問題的存在就是目前發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣動(dòng)力學(xué)研究的現(xiàn)狀問題。

1.3航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的研究進(jìn)展

目前，我們所進(jìn)行的航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究主要包含了三個(gè)方面的動(dòng)力學(xué)研究，主要包括臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算的研究、動(dòng)平衡的研究、以及其耦合動(dòng)力學(xué)的相關(guān)研究。目前，我們?cè)谶M(jìn)行轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速的計(jì)算中，應(yīng)用了很多的數(shù)學(xué)方法，比如矩陣迭代、能量法等方法。同時(shí)，研究人員還通過計(jì)算機(jī)對(duì)雙轉(zhuǎn)子進(jìn)行穩(wěn)態(tài)研究，研究發(fā)現(xiàn)反向旋轉(zhuǎn)對(duì)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的影響比較小，從而確定了雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)反向旋轉(zhuǎn)，在實(shí)際的應(yīng)用中，反向旋轉(zhuǎn)減小了機(jī)匣載荷，使飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能得到了一定的提高。

1.4航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子—滾動(dòng)軸承系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展

一般情況下，我們?cè)谶M(jìn)行這一動(dòng)力學(xué)研究的時(shí)候，通常會(huì)建立其非線性振動(dòng)理論。分別進(jìn)行了很多相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了變剛度效應(yīng)，同時(shí)還得到了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)行為的一些參數(shù)。根據(jù)目前的科學(xué)研究，滾動(dòng)軸承徑向間隙和表面波紋度對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和振動(dòng)特性等有一些的影響。

1.5飛機(jī)機(jī)動(dòng)飛行時(shí)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展

在現(xiàn)代飛機(jī)的飛行使用中，偶爾也會(huì)有墜機(jī)的事故出現(xiàn)，從出現(xiàn)問題的情況，可以發(fā)現(xiàn)飛機(jī)在正常的飛行中，往往會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)產(chǎn)生不正常的振動(dòng)，從而改變了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)固有的一些振動(dòng)特性。根據(jù)目前研究進(jìn)展，我們?cè)谶M(jìn)行這方面的研究分析的時(shí)候，往往會(huì)考慮到飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上面因?yàn)轱w機(jī)飛行而產(chǎn)生的載荷等因素。

2航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)動(dòng)力學(xué)研究展望

現(xiàn)代航空飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)動(dòng)力學(xué)研究也呈現(xiàn)了其研究的多樣性與復(fù)雜性，主要針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)動(dòng)力學(xué)的研究進(jìn)行展望：由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)動(dòng)力學(xué)極具復(fù)雜性，因此在進(jìn)行對(duì)其研究的時(shí)候，在不影響系統(tǒng)整體規(guī)律和特性的前提下，可以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行建模研究，以及進(jìn)行模型簡(jiǎn)化后再研究分析;由于動(dòng)力學(xué)參數(shù)的影響也極為復(fù)雜，所以在進(jìn)行系統(tǒng)建模分析的時(shí)候，可以對(duì)建模進(jìn)行有限元分析，并適當(dāng)?shù)氖菇８拥木?xì)化;航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)動(dòng)力學(xué)研究中，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)靜碰摩動(dòng)力學(xué)、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片減振、發(fā)動(dòng)機(jī)滾動(dòng)軸承動(dòng)力學(xué)的研究還會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)，在進(jìn)行研究分析的同時(shí)還必須要結(jié)合對(duì)現(xiàn)有故障的原因進(jìn)行更加深刻的分析以及做好對(duì)新的故障的預(yù)測(cè)。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)動(dòng)力學(xué)研究是一項(xiàng)極為復(fù)雜的研究，同時(shí)，對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研究對(duì)我國(guó)航空事業(yè)乃至航空軍事的影響都很大，對(duì)提高飛機(jī)整體運(yùn)行的安全性有非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]林左鳴，李克安，楊勝群.聲波激振的微觀機(jī)理探討[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào).2010（06）

[2]宣海軍，陸曉，洪偉榮，廖連芳.航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣包容性研究綜述[J].航空動(dòng)力學(xué)報(bào).2010（08）