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大功率提取低涵道比混流涡扇发动机的设计考虑
摘要：从飞机的角度来看，从涡扇发动机中提取大量电能的可能性越来越大。未来战斗机的功耗预计将比今天的战斗机高得多。该领域的先前工作集中在高涵道比发动机的功率提取研究上。这促使我们彻底研究低涵道比混流涡扇发动机的性能潜力和局限性。建立了低涵道比混流涡扇发动机模型，并模拟了战斗机任务的关键部分。调查显示了高压涡轮的功率提取如何影响军用发动机在飞行范围内不同任务部分的性能。分析得出的一个重要结论是，如果满足特定的操作条件，可以在高功率设置下从涡扇发动机中提取大量功率，而不会对推力和单位燃料消耗造成太大的损失。如果发动机 (i) 以最大总压力比或接近最大总压力比运行，但 (ii) 远离最大涡轮入口温度极限，则功率提取对发动机推力和推力比燃料消耗的不利影响将受到限制。另一方面，如果发动机已经以最大涡轮入口温度运行，则高压轴的功率提取将导致推力大幅下降。所提出的结果将支持对未来战斗机发动机的战斗机任务优化和循环设计的分析和解释，这些发动机旨在实现大功率提取。这些结果对于飞机设计也很重要，更具体地说，对于确定飞机功率消耗者的最佳能源也很重要。
POM 纤维机场路面混凝土弯曲疲劳性能研究
摘要：聚甲醛（POM）纤维是一种具有改善机场道面混凝土性能潜力的新型聚合物纤维。POM纤维对混凝土弯曲疲劳性能的影响是其在机场道面混凝土应用中的一个重要问题。在本研究中，使用纤维体积含量为0.6％和1.2％的普通性能混凝土（OPC）和POM纤维机场道面混凝土（PFAPC）在四个应力水平下进行了四点弯曲疲劳试验，以检查这些材料的弯曲疲劳特性。在使用循环比（n / N）检查弯曲疲劳变形的变化后，进行了弯曲疲劳寿命的双参数威布尔分布检验。然后考虑各种失效概率（生存率）构建了弯曲疲劳寿命方程。结果表明，POM纤维对机场道面混凝土的静载强度无明显影响，PFAPC与OPC静载强度差异在5%以内。POM纤维可使机场道面混凝土的弯曲疲劳变形能力提高近100%，但与OPC相比，POM纤维对机场道面混凝土的疲劳寿命有不同程度的不利影响，最大降低幅度达85%。OPC和PFAPC的疲劳寿命均服从双参数威布尔分布，考虑各种失效概率的单、双对数疲劳方程对双参数威布尔分布的拟合度较高，R2均在0.90以上。PFAPC的极限疲劳强度比OPC低约4%。本次对POM纤维机场道面混凝土弯曲疲劳性能的研究，对POM纤维在长寿命机场道面建设中的应用具有明显的研究价值。
飞轮储能的现状与未来
飞轮是最早的能量存储形式之一，在将电力系统转变为完全可持续且低成本的系统方面可以发挥重要作用。本文介绍了用于电力存储的飞轮的主要组件，以及当前市面上可用的钢和复合材料转子系列设计共存的原因。在此过程中，以简单明了的方式解释了基于基本原理的设计驱动因素，包括安全方法。飞轮的坚固特性使其非常适合需要快速响应和高日循环的应用，随着电网惯性的降低，这种需求正在增长。锂离子电池目前是快速响应的首选技术，但循环和日历寿命有限。可以通过具有足够的能量容量来限制短周期内的放电深度，同时利用这种容量赚取收入以提供其他服务来缓解这一问题。现在，随着其他机械、热电和可再生燃料存储技术的发展，这些技术将以比锂离子更低的成本、更长的持续时间和更可持续的方式提供存储。然而，对快速响应存储的需求仍将存在，而钢制飞轮完全有能力提供这种低电力成本的潜力和可持续性。为了获得飞轮批量生产的成本估算，将电力和存储元件的成本分开，每个成本基于批量生产的类似技术。这些表明成本明显低于目前市售飞轮的成本，与锂离子相比，这些飞轮均未批量生产。最后，介绍了一些具有提高性能潜力的研究领域，但这些发展必须不导致成本增加，才有价值。