航空發動機整機動力學研究進展與展望

吉飆奇

摘要：近年來，隨著我國經濟的不斷飛速發展，科技投資力度的加大，我國航空科技也得到了很大的提高。特別是近年來，我國航空發動機也得到了長足的發展。本文就針對我國航空發動機整機動力學研究的進展進行綜述分析，同時，就我國目前的航空發動機整機動力學研究提出自己的建議，并針對其未來發展提出自己的設想。

關鍵詞：航空發動機 ?動力學 ?研究 ?展望

引言

科學技術在推動現代社會發展中具有非常重要的作用和意義，同樣，科學技術也推動了我國航空發動機整機動力學的研究與發展。航空發動機作為飛機的動力裝置，就像人類的心臟一樣，對飛機而言具有非常重要的作用。航空發動機在我國軍事應用中的地位也是非常重要的，因此，研究航空發動機整機動力學對我國的國防科技事業的發展都有極其重要的意義。

1航空發動機動力學分析研究現狀與進展

1.1轉子葉片振動研究現狀

在研究航空發動機動力學分析中，我們常常會遇到發動機壓氣機轉子葉片振動等相關問題。航空發動機壓氣機轉子葉片振動中最常見的振動形式主要有兩種，包括強迫振動和自激振動這兩種形式。一般情況下，在研究航空發動機壓氣機轉子葉片振動的科研活動里，目前研究表明，引起強迫振動和自激振動的激振力為周期性激振力，科學研究人員根據其振動的區別把這種周期性激振力劃分為兩種，包括機械和氣動兩種激振力。在目前我們研制飛機發動機的時候，通常會充分的考慮到機械和氣動兩種激振動帶來的振動損壞，但是即便是已經針對這兩種振動形式在設計的同時進行了充分的設計，以保證其避免了振動，然而目前的事實告訴我們，在國內和國外的一些航空的飛機事故仍會出現轉子葉片的振動，這種振動的存在還導致了一些比較嚴重的飛機飛行事故。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發動機機匣動力學研究現狀

我們在進行航空發動機整機動力學分析的時候，針對發動機機匣的動力學研究與分析一直沒有間斷。航空發動機的機匣在發動機裝置中發揮了重要的作用，其不但承受了來自發動機其它部件的慣性力載荷，同時還需要承受在運行中氣體和溫差產生的各種載荷。由于我們在設計發動機的時候，對發動機自身的重量有一定的要求，我們在設計發動機時，常常會把機匣的重量設計的比較低，通常我們在為機匣減重的設計中，會通過靜強度的相關要求進行設計，但是僅僅能滿足靜強度的要求，往往會導致一些飛機發動機的其它問題，包括由機匣不能滿足剛度要求而導致的一些振動等問題，這些問題的存在就是目前發動機機匣動力學研究的現狀問題。

1.3航空發動機雙轉子動力學的研究進展

目前，我們所進行的航空發動機雙轉子系統動力學研究主要包含了三個方面的動力學研究，主要包括臨界轉速計算的研究、動平衡的研究、以及其耦合動力學的相關研究。目前，我們在進行轉子系統臨界轉速的計算中，應用了很多的數學方法，比如矩陣迭代、能量法等方法。同時，研究人員還通過計算機對雙轉子進行穩態研究，研究發現反向旋轉對穩態響應的影響比較小，從而確定了雙轉子系統反向旋轉，在實際的應用中，反向旋轉減小了機匣載荷，使飛機發動機的性能得到了一定的提高。

1.4航空發動機轉子—滾動軸承系統動力學研究進展

一般情況下，我們在進行這一動力學研究的時候，通常會建立其非線性振動理論。分別進行了很多相關的實驗，并通過實驗驗證了變剛度效應，同時還得到了轉子系統動態行為的一些參數。根據目前的科學研究，滾動軸承徑向間隙和表面波紋度對系統動力學和振動特性等有一些的影響。

1.5飛機機動飛行時的轉子系統動力學研究進展

在現代飛機的飛行使用中，偶爾也會有墜機的事故出現，從出現問題的情況，可以發現飛機在正常的飛行中，往往會導致飛機發動機轉子系統產生不正常的振動，從而改變了轉子系統固有的一些振動特性。根據目前研究進展，我們在進行這方面的研究分析的時候，往往會考慮到飛機發動機轉子上面因為飛機飛行而產生的載荷等因素。

2航空發動機整機動力學研究展望

現代航空飛機發動機整機動力學研究也呈現了其研究的多樣性與復雜性，主要針對航空發動機整機動力學的研究進行展望：由于航空發動機整機動力學極具復雜性，因此在進行對其研究的時候，在不影響系統整體規律和特性的前提下，可以適當的進行建模研究，以及進行模型簡化后再研究分析;由于動力學參數的影響也極為復雜，所以在進行系統建模分析的時候，可以對建模進行有限元分析，并適當的使建模更加的精細化;航空發動機整機動力學研究中，發動機轉靜碰摩動力學、發動機葉片減振、發動機滾動軸承動力學的研究還會進一步發展，同時，在進行研究分析的同時還必須要結合對現有故障的原因進行更加深刻的分析以及做好對新的故障的預測。

3結語

綜上所述，航空發動機整機動力學研究是一項極為復雜的研究，同時，對航空發動機的研究對我國航空事業乃至航空軍事的影響都很大，對提高飛機整體運行的安全性有非常重要的意義。

參考文獻

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