主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
主办单位:西北工业大学  中国航空学会
地       址:西北工业大学友谊校区航空楼
涡桨飞机发动机进气道排除异物特性数值方法研究
作者:
作者单位:

1.航空工业第一飞机设计研究院 总体气动所 西安;2.清华大学;3.金风科技 北京

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

V211.3

基金项目:


Numerical simulation on excluding foreign objects from engine inlet of turboprop aircraft
Author:
Affiliation:

1.The First Aircraft Institute,Aviation Industry Corporation of China,Xi’an;2.Tsinghua University;3.Goldwind Science Technology

Fund Project:

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    摘要:

    冰雹、冰块等外来异物被吸入进气道进而进入发动机,易导致发动机性能下降或者停车,威胁飞行安 全,因此分析涡桨飞机进气道旁通道的排异特性具有重要意义。根据适航规范,针对两种常见外来异物———冰 雹和冰块进行本体特性分析,确定其几何、质量以及初始姿态特性;通过计算流体力学(CFD)联合六自由度 (6DOF)方法,对某国产新型涡桨支线飞机主发动机进气道中的外来异物运动排除特性进行数值模拟,进一步 耦合 LS-DYNA 软件对排除中遇到的碰撞问题进行仿真分析。结果表明:一旦异物与壁面发生碰撞,碎裂成若 干很小的碎块,能量损失,对发动机威胁较小,无论是进入主发动机或者旁通道,均可认为排除;但下壁面结冰 区的冰块容易直接进入主发动机,有可能造成严重影响,需要重点关注。

    Abstract:

    Based on the airworthiness specification, the geometry, mass and initial attitude characteristics of two foreign objects: the hail and ice cube, are analyzed and determined. The aerodynamics and trajectories of the foreign objects in engine inlet and bypass duct of turboprop aircraft have been simulated by coupling the Computational Fluid Dynamics (CFD) and six degrees of freedom methods. In view of the possible collision phenomenon in the movements, we further develop a reasonable and effective method combined with LS-DYNA software. The method is verified through a turboprop. The results indicate that once the foreign objects collide with the inlet or bypass duct, they lose their kinetic energy and can be broken into very small pieces, then these foreign objects do less harm to the engine and can be considered to exclude from the bypass duct. However, the ice cubes on the lower wall of the inlet may directly move into the main engine, and cause serious consequences, which should be carefully noted and researched.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王利敏,张彦军,米百刚,杨梅花.涡桨飞机发动机进气道排除异物特性数值方法研究[J].航空工程进展,2020,11(2):264-271

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  • 收稿日期:2019-06-17
  • 最后修改日期:2019-07-24
  • 录用日期:2019-07-31
  • 在线发布日期: 2020-04-23
  • 出版日期: 2020-04-28