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航空發動機論文范文1
關鍵詞:發動機控制系統 模擬仿真 優化設計
中圖分類號:V233.7 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)02(c)-0210-02
1 研究背景
研究目的:針對航空發動機控制部件進行實體建模,建立部件數據庫,包含部件的結構參數與控制特性;并搭建控制系統工作特性的仿真平臺,能方便地組建控制系統與分析系統的工作特性,并對系統進行優化設計,服務于教學實踐。
研究意義:航空發動機的發動機性能計算機仿真不僅能夠指導發動機設計、縮短研制周期、節約經費,而且具有良好的可控性、可觀性、安全性、重復性和經濟性等特點。建立合理、準確的航空發動機工作過程的數學模型是發動機性能仿真的基礎,建立適合于各種仿真目的的發動機仿真模型是仿真試驗與分析的關鍵。
2 發動機轉速控制系部件及系統
2.1 動態特性
根據航空發動機轉速控制系統的工作原理,構建轉速控制系統的原理圖。
當系統的輸入量不變,只考慮干擾量時,系統的傳遞函數為
2.2 穩態特性
穩態的誤差是控制系統準確度的一種量度,是控制系統性能的一項重要指標。在航空發動機控制系統中,由于發動機的外界條件經常發生變化,系統要在頻繁的干擾輸入下工作,因此,對干擾恢復穩定時,輸出量的給定值與實際值的偏差。但作為系統穩態性能分析,需要討論系統輸入和干擾輸入兩種情況。
主要根據終值定理:
假設系統的干擾輸入為零,即,誤差傳遞函數為
系統的開環傳遞函數為
系統對單位階躍輸入的穩態誤差為零,對單位斜坡輸入的穩態誤差為常數。
2.3 控制系統模型建立
使用AMESim對航空發動機轉速調節系統建模仿真過程中,首先基于轉速調節器結構原理圖,經對原理圖及工作過程分析,確定對建模仿真具有重要作用的系統關鍵元件;其次,根據各元件特點將調節器主要元件分類為機械元件、液壓元件等;然后針對不同類別,對各元件采取相應的建模方法分別進行建模;最后,再根據原理圖連接各關鍵元件,構建調節器模型。建模過程的主導思想是力求為用戶提供元件盡可能多的輸入參數,并具有盡可能準確的數學模型[1]。
3 控制系統的優化
對于控制系統的優化,根據性能的指標要求對系統性能的參數進行調整。其中,系統不可調整參數為油泵參數K3=1.0,K4=1.0;發動機參數TE=0.9s,KE=0.23[2],見表1。
通過參數的調整得到不同的單位階躍響應曲線、單位脈沖響應曲線、系統的Bode圖以及系統根軌跡圖(見圖1),對在不同參數下的穩定性、靈敏性、系統的開環頻率特性和閉環系統的時域響應特性,進行分析,找到并得出最合適的控制參數。
發動機的動態特性隨發動機的工作狀態和飛行條件改變而改變。高空低速飛行并且發動機在低轉速狀態工作時,發動機的動態性能最差。因此,在完成設計狀態下的系統性能分析檢查后,必須在各種飛行條件下,對發動機的各種工作狀態進行系統仿真,并按性能指標定量檢查仿真結果。若性能不滿足要求,應重新調整參數值,直至滿足性能指標要求為止。如果調整參數值仍不能達到要求,應重新修改校正裝置結構或重新設計。
4 發展的前景以及優勢
目前研發的航空發動機控制部件及系統仿真教學平臺主要是針對單轉子噴氣式發動機的研究,對于目前新一代航空發動機采取的控制手段是電子控制技術,即全權限數字發動機控制器FADEC。數字電子控制器能夠進行復雜運算,實現更為復雜的控制規律,可以布置更多的發動機載傳感器,用于監控發動機工作狀態并且能使發動機控制系統具備故障診斷和故障重構能力,大大提高可靠性,實現發動機自適應控制[3]。
5 結語
該文研究的主要內容包括:首先,分析了航空發動機控制系統建模仿真技術的發展情況;其次,分析研究了液壓機械式發動機及其轉速控制系統的組成及工作原理,并對帶比例反饋的轉速控制系統的組成及工作原理進行了詳細的分析研究;再次,提出了基于AMESim的航空發動機燃油調節系統建模仿真研究方法;緊接著使用該建模方法對液壓機械式發動機轉速轉速控制系統進行了建模;最后,對開環、閉環轉速控制系統性能分析研究,并對“軟參數”流量系數的計算及變化情況進行詳細的分析研究并得到單位階躍響應曲線、單位脈沖響應曲線、系統的Bode圖以及系統根軌跡圖。
該文所建立的航空發動機轉速控制系統仿真平臺,通用性強,使用靈活,利用此控制系統可以實現各種發動機轉速控制系統的仿真。在已研發的航空發動機控制部件及系統仿真教學平臺的基礎上進行完善、改進,將航空發動機電子控制技術引入進該仿真教學平臺去,拓展航空發動機控制部件及系統仿真教學平臺的應用范圍,有利于更好地理解、學習航空發動機的工作原理。
參考文獻
[1] 陳宏亮.X_8航空發動機燃油調節系統建模仿真研究[D].西安:西北工業大學,2006.
航空發動機論文范文2
[關鍵詞]航空發動機 地面起動 供油量 起動時間
中圖分類號:V235.13 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)13-0123-01
1 起動過程簡介
航空發動機從零轉速加速到慢車轉速的過程稱為起動過程。發動機的地面起動一般包含以下三個階段[1],第Ⅰ階段:燃燒室點火燃燒之前,在起動機的輔助下,將發動機的轉子加速接近至點火轉速。當高壓轉速到達時,向燃燒室中噴入燃油并點燃。第Ⅱ階段:待燃燒室內燃油點燃形成穩定的火源之后,渦輪便開始進入工作狀態,發出功。第Ⅲ階段:當發動機轉速達到時,渦輪的輸出功率已明顯遠大于壓氣機所需要的功率,此時,可以斷開起動機與發動機之間的聯接,發動機依靠渦輪的扭矩獨自將發動機從加速到慢車轉速,至此,完成發動機的整個起動過程(圖1)。
2 起動油量對發動機起動情況的影響
從式中可見,某型發動機轉速與油量呈函數關系,對其地面起動過程來說,選擇合適的起動供油規律至關重要。
試驗在地面環境溫度達到36~38℃時進行,當大氣溫度較高時[2],雖然滑油、燃料的物理性質變化都會更有利于起動,但由于空氣流量的減小,燃燒室內容易形成過分富油燃燒,從而導致溫度過高。故高溫條件下對起動油量的考核最苛刻,起動油量選擇不恰當極易導致溫度上升過快而超溫。
3 試驗結果分析
3.1 試驗方法
試驗設計過程中盡量避免其他因素對試驗的影響,僅分析起動供油量對發動機起動的影響。試驗點選擇過程中盡量保證環境溫度和壓力變化不大。
起動過程中起動機脫開的邏輯是:起動到達一定時間或者發動機n2轉速大于一定值。發動機起動試驗過程中,為了避免起動機功率影響,起動過程中盡量保證起動機進口空氣參數一致。
試驗過程中選擇4種供油規律,通過分析4種供油規律的起動機脫開轉速、起動機脫開時的排氣溫度、起動過程中最大的排氣溫度和起動時間來分析起動油量對地面起動的影響。
3.2 試驗結果分析
由于在高溫天氣起動,起動過程中起動時間較長,4種方案的起動機脫開均為時間脫開。
a)方案1
選擇起動油量為下圖2中方案1。起動過程中,轉速上升緩慢,起動機脫開轉速為41.2%,后3階段排氣溫度上升至接近起動極限排氣溫度,S后停止起動發動機。
從起動不成功的現象看,2階段起動機脫開時排氣溫度為4方案中最高,可見起動前期溫度上升較快,而后期排氣溫度上升至其起動排氣溫度最大值,故將起動供油規律調整為方案2,在原始供油基礎上2階段段減6%油,控制前期過快上升的溫度;對起動機脫開后3階段油量也進行更改,減4%油,抑制排氣溫度上升。
b)方案2
采用方案2后再次起動,發動機起動成功,起動機脫開時轉速48.4%,較方案1有明顯提高,脫開時排氣溫度降低23℃,但起動過程中最大排氣溫度接近極限溫度,起動時間82s。從起動機脫開加速至慢車轉速時間(起動3階段)為32s,后期發動機轉速上升緩慢,起動時間仍較長,排氣溫度最大值也較高。
c)方案3
方案2雖然能夠起動成功,但其排氣溫度在起動機脫開時已經較高,最大排氣溫度接近極限,起動時間較長。故采用方案3,2階段在方案2的基礎上再減4%的油量,抑制前期過快排氣溫度增長;起動機脫開后發動機轉速上升緩慢,在起動3階段增加油量。從表1中可知,采用方案3后起動發動機成功,起動時間縮短3s,排氣溫度最大值比方案2高5℃,起動機脫開轉速為45.1%,脫開時排氣溫度比方案2低31℃,起動時間縮短2s,從起動的情況來看,采用方案3后,雖然起動機脫開時排氣溫度較低,起動2階段轉速上升較慢,起動時間較長。而發動機排氣溫度在3階段上升過快,起動后段增加油量不可行。
d)方案4
方案4相對方案1在起動2階段減小5%左右,起動機后段后油量和方案1相同。發動機起動成功,起動時間較方案2減少6s,起動排氣溫度最大值較方案3減小29℃,起動機脫開轉速47.4%,脫開時排氣溫度減小11℃,相較與其他幾次規律較好。
方案4減少了2階段段供油量,抑制了前期過快增長的溫度,同時又不至于使轉速上升過慢,使排氣溫度控制在較為合理的范圍內;在3階段期的供油與方案1相同,使起動機脫開后渦輪帶轉階段轉速上升在合適范圍之內(表1)。
4 結論
通過實驗得到以下結論:
a)對于起動供油規律為轉速-油量規律的發動機,合適的起動供油規律至關重要,選擇合適的起動供油規律能有效的降低排氣溫度最大值,縮短起動時間;
b)所選擇的4個方案中4號方案起動時起動油量較為合適,抑制排氣溫度過快上升,發動機轉速上升快,起動時間短。
參考文獻
航空發動機論文范文3
關鍵詞:電火花,表面強化,渦輪導向器,金相組織,顯微硬度
電火花表面強化是利用電極材料與金屬材料表面間的脈沖火花放電,將電極材料熔融到金屬表面,形成合金化熔滲層。電火花放電屬于高能量密度放熱,亦成電火花熔覆或稱為脈沖電弧顯微堆焊,可以提高零件的硬度、耐磨性、腐蝕性及熱硬型等表面性能。電火花強化工藝方法簡單,裝備造價低,經濟效益明顯,因而廣泛應用模具、導軌及齒輪、軋輥工件面的表面涂覆強化。此外還可以采用不同電極材料對工件表面的性能進行改性處理,亦可收到非常明顯的工藝效果[1-6]。
航空發動機的渦輪導向葉片,普遍采用高溫鎳基合金制成,使用過程中這些部件經常出現裂紋等損傷。高溫合金價格昂貴,如果受損部件一次性報廢,勢必造成極大的浪費,因此如何良好修復航空發動機的渦輪導向葉片等熱端部件是一個亟待解決的問題。本文嘗試采用電火花技術對受損部件進行修復。
1 試驗步驟1.1 試驗條件
試樣用陰極射線從渦輪導向器上切下,材料為鎳基高溫合金K418,其化學成分(質量分數,%)為:C0.08~0.16,Cr11.5~13.5,Ti0.5~1.0,Fe1.0,Mn0.5,Al5.5~6.4,Si0.5,Nb1.8~2.5,Zr0.06~0.15,Mo3.8~4.8,B0.008~0.02,余為Ni。試樣經100號粗砂紙打磨,再用丙酮清洗試樣表面、干燥以脫脂。
試驗設備為3H-ES型金屬表面強化修復機。輸入電壓AC220 V,單相50/60 HZ,功率1500 W,頻率70~700 HZ。采用HXS-1000型號的顯微硬度儀,測試試樣的顯微硬度。
電極為旋轉式,強化電極材料與試樣材料相同。試驗中采用氬氣保護。
1.2 試驗數據
為了盡可能從較少的實驗中尋找出結論,采用正交實驗法。電火花修復試驗工藝參數如表1所示。
表1 試驗工藝參數
航空發動機論文范文4
>> 可視化通信原理仿真平臺GUI方案的設計與實現 基于“通信原理教學仿真平臺”的課程設計 通用實驗教學仿真平臺的設計與實現 基于LabVIEW的通信原理虛擬實驗平臺設計 鋼結構穩定原理虛擬仿真平臺開發探索 Maltab仿真平臺在《通信原理》理論教學模式的應用與探索 基于虛擬仿真平臺的電氣工程實驗教學改革研究 物聯網虛擬仿真平臺在農學專業實驗教學中的應用 《信號與系統》虛擬教學仿真平臺設計 采油廠安全培訓虛擬仿真平臺設計 基于虛擬仿真平臺的高職《電路分析》課程設計與開發 基于89C51的單片機虛擬仿真平臺設計 淺談虛擬仿真平臺編撰腳本的建議 嵌入式實時仿真平臺接口通信的設計與應用 基于MATLAB/Simulink實驗仿真平臺的《自動控制原理》實驗教學改革探析 面向醫院環境的網絡仿真平臺的設計與實現 航空發動機總體性能仿真平臺的設計與實現 公路隧道交通誘導仿真平臺的設計與實現 城市軌道交通系統運行仿真平臺的設計與實現 數字通信原理的虛擬實驗室系統的設計與實現 常見問題解答 當前所在位置:l?s_cid=baidu_matlab
[6]焦瑞莉,南利平,李學華. 基于LabVIEW的通信專業遠程虛擬實驗室[J]. 國外電子測量技術(虛擬儀器),2005(3):4-7.
[7]廖云伢.基于Java與Matlab集成的數字通信原理虛擬實驗平臺的設計與實現. 中南大學碩士學位論文.2007.
航空發動機論文范文5
1971年,周易之出生在陜西―個普通的農民家庭里。從小,周易之就聰慧過人,學習成績非常優異。但做父母的對兒子并沒有過高的要求,只有―個非常簡單的愿望,就是讓兒子不要再過臉朝黃土背朝天的生活,只要他考上大學離開農村就足夠了。
周易之明白父母的心愿,但―個在農村上學的孩子,要考上大學談何容易!為此,他付出了許多旁人無法想象的努力和艱辛。
高中時,周易之非常喜歡物理,對航空知識也很著迷,又很向往首都北京,終于,高考時他如愿以償地考上了著名的北京航天航空大學,但他當時并沒有想過自己將來會成為一名飛行員,覺得這個夢想太遙遠。
在北航,周易之學的是航空發動機專業,―個大家都認為非常冷門的專業。但實際上,這是北航一個非常重要的專業。因為發動機是飛機的心臟,是飛機的核心部位。
但這個專業不僅冷門,課程也非常難學,考試又特別多,所以學起來特別辛苦。當剛北航發動機專業一共有4個班,每學期都有幾名同學因為成績不合格而被迫遲學,學習壓力之大可想而知。但周易之在學業上仍然突出表現,深得老師喜愛。
飛行學院第一批學員到飛行機長
大三實習完以后,周易之遇到―個絕好的機會――南方航空公司正式和北京航天航空大學合辦飛行學院,要招收第一批學員。周易之在老師的推薦之下去參加了一連串的考試和面試,全部順利過關,再經過嚴格得近乎苛刻的體檢,幸運地成為了飛行學院第一批8名學員的其中一員,他們后來全在南方航空公司工作,是南航自己培養的第一批飛行員。
當時,南方航空公司高層做了―個非常大膽又極具前瞻性的決定:把這8名飛行學員送到澳大利亞去培養。
在澳洲,學員們用的教材全部都是英文版,所有的老師也全部用英文授課,逼著學員們竭盡全力去提高自己的英語水平,這對他們后來的飛行和通訊提供了極大的幫助。更重要的是,學員們在澳洲學習到了很多領先于國內水平的先進的飛行理念――國外培訓十分注重發揮學員的主觀能動性,它有一個核心詞:Enjoy fly――享受飛行,就是要學員在享受飛行的過程中最大限度地發揮出自己的潛能,讓學習成為一種樂趣,讓自己在快樂中提高專業水平。學員們最重要的任務就是飛行和學習,天天都有飛行訓練,艱苦枯燥而又容不得半點疏忽。
經過―年半的學習,周易之和其他7名學員都以優異的成績取得了各種資格證書和執照,順利畢業了。
從澳洲回到南方航空公司后,周易之等人又再學習了一個月的理論知識,并進行了―個多月的模擬機訓練,然后再跟班實地飛行了幾個月,終于,他可以在正式的航班上當副駕駛了。
從1995年當上副駕駛到2003年成為波音757飛行機長,周易之用了8年的時間。
當機長除了技術好,還必須符合很多硬性指標,包括規定的飛行時間(特別是夜間飛行時間)、執行起飛和落地的次數;規定必須飛過普通機場,復雜機場,高原機場,國內航線,國外航線,跨洋航線,洲際航線;必須經歷過北方的大雪,冬天的大風,夏天的雷雨、臺風、風暴等惡劣天氣的考驗……此外還要參加眾多的考試并以優秀的成績通過才可以成為合格的機長。
周易之就是這樣從學員到副駕駛再到機長―步步地走過來,他在身經百戰的實地飛行中,慢慢地積累了處理任何意外和緊急情況的經驗。
“畢竟,從飛機滑行開始,機長就要擔負起旅客的生命財產安全,責任重如泰山。”周易之感慨地說。
跨越北太平洋的遠距離飛行
1995年底,南航引進了一批波音777飛機,如何盡快地掌握它們的性能迫在眉睫。但新機型引入帶來的眾多新概念、新設備的使用方法和手冊以及相關的飛行背景,全部都是英文注釋,有很多老飛行員根本看不懂。領導就把翻譯的任務交給了周易之。
波音777是當時世界上最先進的飛機,面對涉及內容極其廣泛的1000多頁的英文檢查單,周易之沒有絲毫的畏難情緒,他和同事廢寢忘食地鉆研著,在最短的時間內就高質量地完成了新機型長達幾十萬字的檢查單的翻譯任務,為南航的飛行員盡快掌握波音777飛機的性能,為波音777機隊順利投入運營掃清了障礙。
波音777機隊順利投入運營之后,南航又做出一項重大決策:利用雙發(發動機)的波音777飛機實施跨越北太平洋的遠距離飛行。這樣做比使用四發的波音747飛機節約了大量的航油成本,但飛行難度大大增加了。
在南航管理層的支持下,周易之和另外幾位機長查閱了大量資料,并進行了深入細密的研究,編寫出了我國第一部飛越北太平洋的《雙發延程飛行手冊》,為開通新航線做出了貢獻,使南航成為了全球第一家利用雙發飛機飛越北太平洋的航空公司。
該航路開通后,周易之發現途經的備降場經常需要除冰和防冰,他又編寫了《飛機的除冰和防冰》等相關手冊,供南航的飛行員使用,解決了很多實際問題,還為南航以后編寫除冰防冰手冊提供了藍本。
意想不到的是,《飛機的除冰和防冰》這本小冊子還促成了一次重要合作――
次年,南方航空公司要和美國達美航空公司實行代碼共享,合作之前,兩家航空公司要相互評估,達美航空公司評估南方航空公司的時候,其中硬件之―就是除冰和防冰手冊,而當時南航還沒有系統地編寫過這方面的專用書籍,情急之下,公司領導就把周易之編寫的《飛機的除冰和防冰》交給了達美航空公司,美方看過之后很滿意,雙方達成合作。
經歷非常之旅和首航
1999年末,在千禧年到來之際,因為擔心“千年蟲”問題會影響飛行安全,大部分的航空公司都取消了跨越千年時段的航班任務,但南航認為自己有實力解決這個問題,所以,決定照常執行“千禧年”跨太平洋的飛行任務。
作為“千年蟲”問題專家組成員之一周易之,為解決“千年蟲”問題和同事們共同編制出了“千禧年”航班的飛行程序,對保證這個特殊時刻的正常飛行起到了舉足輕重的作用。
當時,周易之他們為這次飛行做了很多預案:遇到導航故障怎么飛,遇到通訊故障怎么飛……最后的預案具體到什么程度呢?――當所有的預案都失效了,可能會啟動一架戰斗機來領航的時候,又該怎么飛……總之非常詳盡,以確保萬無一失。
北京時間1999年12月31日晚上8點整,執行南航“千禧之旅”的航班平穩地從廣州起飛前往美國洛杉嘰,在整個航程中,雖然飛機上采用的都是標準的格林威治時間,但還是有可能遇到北京時間的千年蟲、飛越日本時的日本時間的千年蟲以及飛到美國之后當地時間的千年蟲問題的干擾。
所有的機組人員都嚴陣以待,周易之是本次航班的副駕駛,就連南航集團公司的老總也親自在這個航班上壓陣。
第二天,當飛機在洛杉嘰平安降落的那一瞬間,機上所有人
員都熱烈擁抱歡呼,激動的心久久不能平靜!
作為南航的飛行骨干,周易之還執行了眾多意義非凡的首航任務,其中包括洛杉嘰首航、布里斯班首航、悉尼首航和拉薩首航等。
2001年飛越北極極點的航程,周易之至今仍然難以忘懷。當時,很多航空公司都知道北極航線有很多優點――首先就是距離短,從紐約到北京,如果走北極航線飛越極點要比現有航線縮短近三個小時,這就意味著航空公司可以節約不少燃油成本;而且這條航線氣流非常平穩,對飛行很有利,旅客感覺也很舒適。
盡管如此,當時卻幾乎沒有航空公司采用北極航線,因為它面臨的問題也是顯而易見的――首先就是燃油溫度問題,北極溫度太低,燃油容易凍結;第二是導航問題,有時候GPS衛星有可能覆蓋不到;還有就是諸如臭氧層黑洞等的輻射問題,所以風險很大。
2001年3月份,達美航空公司決心飛越北極,他們邀請了南航機組共同經北極從紐約飛北京,共同見證這個重要歷程。當時,周易之也獲邀參加了這次行動。結果那次飛行非常成功。后來,經過一番精心準備,同年7月,南航的飛機也成功地實現了這個航線的飛行。
國際航空協兼職教員
飛行之外,周易之還單獨撰寫或與他人合寫了大量的專著和論文,有的還填補了國內研究領域的空白,他還成為了機組資源管理方面的專家。
機組資源管理是國際上一門新興的學科。從各國民航的情況看,五六十年代飛機事故多是因為飛機不可靠,但到八十年代以后,飛機的質量大大提高了,為什么還有事故?大量的飛行事故調查表明,是機組資源管理出了問題。
1999年,南航就啟動了機組資源管理的研究。周易之不但參與了南航機組資源管理的研究及手冊的編寫,他還花了大量的時間和精力奔赴南航各地的分公司給當地的飛行員授課。
當時,國際航空運輸協會在全球有6個教學中心,北京是其中一個。他們在北京開設《機組資源管理》這門課程之后,想在中國國內招聘一名有實際經驗的兼職教員,周易之成了理想的人選。
經過一系列相互了解、應聘、面試、考試之后,2002年,周易之獲得國際航協的邀約,成為了中國第一位、也是至今唯一一位獲得國際航協雇請的“機組資源管理”兼職教員;他開發的課程和教授技巧都得到了國際航協的充分肯定。
國際航協,對兼職教員的要求非常高,每―年還要對各國的兼職教員進行培訓,這給周易之和世界各國頂尖的飛行員進行交流和學習提供了很好的機會。
2004年,在“第57屆國際航空安全年會”上,周易之成為國內航空公司唯一一名獲邀參加并上臺演講的飛行機長,他演講的主題是《機組資源管理中的威脅和差錯管理》,正是他興趣濃厚和專長的領域。
作為一名波音757飛機的飛行機長,尤其是研究機組資源管理的機長,周易之對自己提出了更高的要求,他說,要飛得好,又管理得好,讓每一個機組成員都能發揮自己的潛力和作用,這才是一個好機長。
最想飛到60
周易之說,在職業調查過程中發現,95%以上的飛行員,都非常喜歡這個職業,據說這是在所有職業當中,在職人員滿意度最高的。因為,第一,飛行員每天面對不同的情況,飛行的環境多變,合作對象也在不斷變化;第二,飛行員在執行不同航線的任務時,可以飛到國內各個城市,也可以飛到世界各地,大開眼界,而當你飛越無數風景名勝,從上空俯瞰那種美景的時候,心中會感到非常喜悅;第三,當飛行員要不斷地學習――熟悉新機型要學習,改造舊機型要學習,而且每年都有各種嚴格的考試,選種不斷學習和提高自己的生活令人感到充實而快樂。
按照國家規定,飛行員的最高年齡限制是60歲,在這期間,每年都有嚴格的考試和身體檢查,任何時候,只要身體有任何問題,都必須立即停止飛行。
周易之說:“飛行是我的至愛,是我的主業,離開它,我什么都不是。我最大的夢想,就是身體健康,能夠保證每次飛行的安全,能夠一直飛到60歲,直到退休。”
航空發動機論文范文6
關鍵詞: 民航機務專業 飛機液壓傳動與控制 教學內容 教學方法
飛機液壓系統是飛機的重要系統之一。它主要是用來控制飛機的各個操縱和收放部件的,比如起落架的收放、艙門的收放、襟翼的收放、減速板的收放、進氣道的操縱、發動機尾噴口的調節、剎車操縱、前輪轉彎操縱、主操縱面操縱、升降舵和方向舵的操縱等[1]。所以,《飛機液壓傳動與控制》就成了民航機務專業學生必須掌握的一門專業基礎課。由于這門課程是專門針對民航專業學生所開設的,因此與傳統的機械專業所學的液壓傳動與控制有著很多不同之處。教什么,怎么教?是我們面臨的最基本的問題。
1.教學內容
本門課程所選取的教材是南京航空航天大學李艷軍教授所編著的《飛機液壓傳動與控制》一書。此書的內容可分為四大部分,第一部分是液壓流體力學的基本理論;第二部分是飛機液壓系統的組成裝置;包括動力裝置、執行裝置、調節控制裝置和輔助裝置;第三部分以波音737和空客A320為例,闡述了飛機全機的液壓系統;第四部分介紹飛機液壓系統的試驗和維護。
和傳統的液壓傳動與控制課程相比,本課程教學內容上的第一個不同之處在于增加了液壓系統在飛機上的具體應用,以及試驗和維護這兩大部分。具體應用部分包括飛機液壓舵機的工作原理,操縱系統、剎車系統、起落架系統、反推系統的典型回路,以及波音737和空客A320的主輔液壓系統,等等。試驗和維護部分包括各類液壓元件的力學和性能試驗,飛機液壓系統的模擬實驗,以及液壓系統常見故障的排故。這兩部分內容可以讓學生對典型飛機液壓系統的功能、工作的過程有充分的了解,掌握對液壓系統進行故障診斷的方法,這對學生以后從事機務行業有著重要意義。
第二個與傳統液壓課程的不同之處在教學內容的側重點。對于機務人員,并不需要他們設計液壓系統,只需要對液壓元件和系統有所了解,所以講解時刪除了繁瑣的公式推導和液壓系統的設計。對于公式,只要求理解公式中各項參數的含義,會應用公式來進行簡單的計算,在考試中教師會給學生提供所需的公式,學生無需死記硬背。至于各類液壓元件,著重介紹飛機液壓能源裝置、執行裝置、控制系統和輔助裝置。對某些飛機上比較少用的或者根本不會使用的元件進行了刪減。比如能源裝置中的葉片泵。在飛機上應用的最廣泛的是柱塞泵,飛機上的高壓系統(170—300kgf/cm2)一般都使用柱塞泵,其次是齒輪泵,它被用于燃油、、冷卻等系統中[2]。至于葉片泵,因為它的工作可靠性比較差,所以在對可靠性要求很高的飛機上很少應用,講解時刪除了葉片泵的部分。而對機上使用到的比較特殊的元件進行了補充。比如換向閥中的轉閥,在起落架收放控制回路中,轉閥作為選擇活門使用,講解時對它的具體應用進行詳盡的描述。
在講解各類元件的時候,還會列舉一些飛機上典型的應用實例。比如講解定量泵卸荷時,給出現代飛機液壓系統常用的卸荷回路;講解作動筒的時候,仔細分析作動筒在飛機起落架收放系統中的應用,等等。
2.教學方法
《飛機液壓傳動與控制》是機務專業的一門專業基礎課,專業性比較強,內容枯燥,涉及的液壓裝置在我們的生活中比較少見。而且液壓系統一般都是封閉的,液壓元件都是不透明的,很難看到內部結構,所以學生學習的時候需要豐富的想象力,以及扎實的工程制圖的基礎,但部分學生的抽象思維能力比較薄弱,這些都給學生學習和教師講解帶來了很大的困難。因此,為了增強教學效果,必須改革傳統的教學方法。首先要讓學生在聽課的時候不只是單單接受知識,而是要學會思考,教師和學生之間應建立起良好的互動;其次,充分發揮多媒體的作用,向學生形象地展現出各類部件和系統的工作原理;最后,把學到的理論知識用于實踐,讓學生親自動手搭建各類控制回路,這可以大大提高學生的積極性。
2.1互動式教學
在教學活動中,教師是主體,學生也是主體。而目前大多數教師采用注入式教學法,教師在講臺上唾沫橫飛,學生在講臺下昏昏欲睡。即使有部分學生認真聽課,因為沒有互動,教師也無法知道學生對于知識的掌握程度。這樣非常不利于培養學生的主觀能動性。進大學干什么?除了掌握一些專業知識,更重要的是學習思考問題的方法,培養解決問題的能力。在互動式教學中,教師應通過啟發性的提問,來喚起學生發現問題、探索問題的興趣,使得學生進入有意識學習的心理狀態[6]。比如在講解飛機起落架收放系統的時候,我讓學生思考起落架放下時雙向單桿作動筒是有桿腔進油還是無桿腔進油?學生按照習慣性的思維方式,認為放下的時候活塞桿應該往外伸,所以是無桿腔進油。這時告訴他們,這個問題需要思考的是力的大小。起落架放下的過程中,重力推動起落架放下,所以不需要很大的傳動力;而起落架在收起的過程當中,因為重力和空氣動力的作用,需要比較大的傳動力,所以放下時是有桿腔進油,收起時是無桿腔進油。經過這樣的互動,學生牢記了這部分知識。
2.2充分發揮多媒體的作用
本課程涉及液壓元件的結構和工作原理,液壓系統的工作過程,等等。元件的結構非常復雜,如果僅靠板書,那么講解起來會非常吃力,也不利于學生理解。所以我在備課過程中收集了大量的動畫,這些動畫可以把液壓元件的工作原理和系統的工作過程立體地展現出來,學生能直觀地感受到,這樣理解起來比較容易。比如在介紹齒輪泵的時候,利用動畫來演示整個裝配的過程,這樣可以使學生清楚地了解齒輪泵的結構組成。同時模擬泵工作過程中各構件的相對運動,演示泵的工作原理,如圖1所示。
利用多媒體一來可以彌補學生抽象思維的不足,幫助學生理解,加深記憶;二來可以增加學生的興趣,使枯燥的理論知識變得形象生動。
2.3與實驗相結合
《飛機液壓傳動與控制》是一門實用性很強的課程,僅僅掌握理論知識是不夠的,還得結合實驗。很多高校設有專門的液壓實驗室,可以把理論課搬進實驗室,這樣在講解到某一元件的時候教師可以展示實物,學生也可以拆裝實物。
由于本課程是針對飛機的,因此除了一些比較傳統的液壓實驗,還有專門針對飛機升降舵和方向舵操縱的實驗。這些實驗需要學生充分發揮主觀能動性,設計控制回路,實現升降舵和方向舵的偏轉。
除了液壓實驗室,學校還設有航空發動機陳列室,里面擺放了不少教學用的發動機,由于經過了切割,因此可以觀察到發動機的內部結構。在講解完整個課程內容后,我組織學生參觀學習,使學生掌握液壓系統對發動機定子葉片轉角和對尾噴管噴口面積的調節原理,使得學生進一步認識了飛機上的液壓設備,加深了對課程內容的理解,鞏固了課堂上所學的知識。
3.結語
《飛機液壓傳動與控制》是機務專業的一門專業基礎課,專業性很強,對未來所要從事的工作有著深遠的影響。本文對該門課程的教學內容進行了探討,根據實際需求,對具體內容進行了刪減和補充,使得內容更具針對性,重點突出。本文還對教學方法進行了探究,合理的教學方法不僅增強了學生的興趣,而且大大提高了學生運用知識和解決問題的能力。
參考文獻:
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[2]李艷軍.飛機液壓傳動與控制[M].北京:科學出版社,2009.
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[4]呂曉杰,尹開勤,林國志.《液壓傳動與控制》教學改革的嘗試[J].機電產品開發與創新,2010,VOL23(6):181-183.