本文介绍了用于中小型无人机的电动涡扇发动机分布式结构的研究结果,其设计推力范围为 3 至 7.5 和 7.5 至 30 kN。发动机子系统被视为具有内置控制系统的独立智能模块,通过数字通道与中央发动机控制和诊断单元交换数据。关键智能发动机单元组合在以下子系统中:起动器和涡轮发电机、油泵、导叶执行器、燃油泵、燃油计量单元、控制和诊断单元。所有泵和导叶执行器均由电力驱动。控制和监控信号通过数字总线传输。介绍了每个子系统的功能和可靠性分析、技术配置设计。基于对无变速箱电动涡扇发动机分布式控制系统架构的分析,提出了所述子系统的不同配置。
摘要:变速箱是一种机械动力传输装置,最常用于获得速度和扭矩方面的机械效益。变速箱由不同类型的齿轮组成,这些齿轮按级联顺序组装以执行预期任务。变速箱内任何旋转部件发生故障都将终止与其相关的机械系统的工作状态。这会导致行业服务中断,从而产生昂贵的赔偿。特别是在航空发动机中,它被用作辅助驱动器,为液压、气动和电气系统提供动力。这促使人们监测变速箱的健康状况。本文简要回顾了 GHCM(变速箱健康状况监测)、变速箱故障、时域特征概述、频域特征、时频域;特征提取技术和故障分类技术。本研究的结果是提供有关变速箱健康状况监测的简要信息。关键词:变速箱故障、GHCM、故障分类技术。1.简介 变速箱是一种附件驱动器,是飞机燃气涡轮发动机的一部分。附件变速箱为液压、气动和电气系统提供动力。它驱动燃油泵、油泵和测速发电机。附件变速箱通过径向驱动轴与高压压缩机耦合,变速箱所需的动力来自连接发动机涡轮和高压压缩机部分的中心轴。附件单元的动力从旋转的发动机轴通过内部变速箱输送到外部变速箱,内部变速箱为附件提供运动并将附件齿轮驱动分配给每个驱动单元 [1]。图 1 显示了航空发动机中变速箱的安装位置。在一些早期的发动机中,径向轴用于驱动每个附件单元。虽然它提供了将附件单元放置在所需单元中的灵活性,但它降低了单个齿轮的动力传输。它必须使用大型内部变速箱。由于高压压缩机出口和燃烧室之间的可用空间很小,内部变速箱的位置很复杂。由于内部变速箱和径向驱动轴的安装(干扰气体流动)导致的热膨胀和发动机性能下降,在涡轮区域比压缩机区域产生更大的问题。对于任何给定的燃气涡轮发动机,涡轮面积小于压缩机面积,这使得将变速箱安装在压缩机物理提供的空间内更容易。径向驱动轴的主要用途是将驱动力从内部变速箱传输到外部变速箱。反之亦然,即将高启动扭矩从启动器传输到高压压缩机系统,以启动发动机。最好具有最小的驱动轴直径以减少气流中断。直径越小,轴必须旋转得越快才能产生相同的功率。但是,这种直径有一个限制,因为它会增加内部应力并增加更大的动态问题,从而导致振动。中间变速箱的使用取决于发动机结构的设计及其尺寸。当没有规定将径向轴直接连接到外部齿轮箱时,中间齿轮箱组装在内部齿轮箱和外部齿轮箱之间。外部齿轮箱为每个附件单元提供安装面,并由附件驱动器组成。外部齿轮箱的位置取决于几个因素。它包裹在发动机的低前部区域周围,以减少飞机飞行时的阻力效应,并且由于它位于下部,维护人员很容易接近。如果任何附件单元发生故障,停止旋转,则可能导致故障
摘要:变速箱是一种机械动力传输装置,最常用于获得速度和扭矩方面的机械效益。变速箱由不同类型的齿轮组成,这些齿轮按级联顺序组装以执行预期任务。变速箱内任何旋转部件发生故障都将终止与其相关的机械系统的工作状态。这会导致行业服务中断,从而产生昂贵的赔偿。特别是在飞机发动机中,它用作附件驱动器,为液压、气动和电气系统提供动力。这促使人们监测变速箱的健康状况。本文简要回顾了 GHCM(变速箱健康状况监测)、变速箱故障、时域特征、频域特征、时频域概述;特征提取技术和故障分类技术。本研究的结果是提供有关变速箱健康状况监测的简要信息。关键词:变速箱故障、GHCM、故障分类技术。1. 简介变速箱是一种附件驱动器,是飞机燃气涡轮发动机的一部分。附件变速箱为液压、气动和电气系统提供动力。它驱动燃油泵、油泵和测速发电机。附件齿轮箱通过径向驱动轴与高压压缩机相连,齿轮箱所需的动力来自连接发动机涡轮和高压压缩机部分的中心轴。附件单元的动力从旋转的发动机轴通过内部齿轮箱输送到外部齿轮箱,内部齿轮箱为附件提供运动并将附件齿轮传动分配给每个驱动单元 [1]。图 1 显示了齿轮箱在飞机发动机中的安装位置。在一些早期的发动机中,径向轴用于驱动每个附件单元。虽然它提供了将附件单元放置在理想单元中的灵活性,但它降低了单个齿轮的动力传输。它需要使用大型内部齿轮箱。由于高压压缩机出口和燃烧室之间可用的空间很小,内部齿轮箱的位置很复杂。由于内部齿轮箱和径向驱动轴的安装(干扰气体流动)导致的热膨胀和发动机性能下降,在涡轮区域比压缩机区域造成了更大的问题。对于任何给定的燃气涡轮发动机,涡轮面积都小于压缩机面积,这使得将变速箱安装在压缩机物理提供的空间内更加容易。径向驱动轴的主要用途是将驱动力从内部变速箱传输到外部变速箱。反之亦然,即将高启动扭矩从启动器传输到高压压缩机系统,以启动发动机。最好使驱动轴直径最小,以减少气流干扰。直径越小,轴必须旋转得越快才能产生相同的功率。但是,直径有一个限制,因为它会增加内部应力并增加更大的动态问题,从而导致振动。中间齿轮箱的使用取决于发动机结构的设计及其尺寸。当没有提供将径向轴直接连接到外部齿轮箱的措施时,中间齿轮箱组装在内部齿轮箱和外部齿轮箱之间。外部齿轮箱为每个附件单元提供安装面,并由附件驱动器组成。外部齿轮箱的位置取决于几个因素。它包裹在发动机的低前部区域周围,以减少飞机飞行时的阻力效应,并且由于它位于下部,维护人员很容易接近。如果任何附件单元发生故障,停止旋转,则可能导致故障
复杂、昂贵且对飞行至关重要的变速箱和相关传动系统部件是旋翼机性能和安全的关键。计算测试(在数字环境中运行高保真传动模型)有望缩短测试真实设备所需的时间。“如果成功,潜在的回报是让旋翼机行业能够更快地实施新的变速箱技术,”NASA 格伦研究中心驱动系统技术负责人 Timothy Krantz 博士解释道。“实验工作需要很长的准备时间,如果你能用分析工作来支持它,让你了解事情为什么会这样,那么你就会更快地对事情更有信心。”同样的理解可以微调旋翼机健康和使用监测系统 (HUMS) 生成的状态指标 (CI)。“我们使用大量基于物理的模型来输入我们的 HUMS 和基于条件的维护 (CBM) 系统,”美国陆军航空应用技术部门维护技术领域的航空航天工程师 Chris Lyman 指出