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江苏省航空动力系统重点实验室

时间:2015-03-16作者: 审核: 来源:2能源与动力学院点击:2463

 重点实验室概况     

江苏省航空动力系统重点实验室以国家重大需求和打造我省“高端装备制造”战略性新兴产业为背景,依托航空宇航科学与技术、力学一级学科国家重点学科,开展航空动力系统的重大科学技术前沿研究和原创性应用基础研究,取得一批具有自主知识产权的创新成果,为推进我国航空动力系统的自主创新和跨越式发展提供技术引领和支撑,并积极推进航空动力系统高层次人才培养,建成国内一流的“航空动力系统重点实验室”,努力实现“突破航空发动机核心关键技术,加快推进航空发动机产业化,打造重要的国家航空轻型动力产业基地”的江苏省战略性新兴产业培育和发展。

本实验室现有教师40人,其中教授28人,副教授12人。研发团队中,有江苏省“333人才工程”首席科学家、特聘教授等各类人才19人。实验室现有研发场所2700平方米。实验室建有包括整机试车台和风洞在内的整机、零部件试验研究平台,并集中建有气动性能实验室、结构强度与振动实验室、燃烧与传热实验室、发动机控制实验室、微型涡轮发动机实验室等多个科研实验室。拥有低速、高速、超声速系列风洞,全尺寸低速压气机试验台,以及航空院校中唯一的用于机匣疲劳试验的研究平台,可以直接为型号研制工作服务。拥有先进的PIV测速仪、PSP光学测压器、烟气分析仪、分体式激光雾化液滴粒度分析仪、高速摄影仪、傅里叶变换光谱辐射计等系列高精度精密仪器设备。

本实验室以航空宇航科学与技术、力学一级学科国家重点学科为依托,在开展航空动力基础和应用基础高水平科学研究方面,尤其在航空动力系统气动热力学、结构强度与动力学、系统控制与健康管理等方向具有鲜明的特色和深厚的底蕴,研究处于国内领先水平。

三年来,在航空动力系统领域承担了国家重大工程、国家自然科学基金(含重点项目)、国家装备重点工程、国家863计划、国防973计划、国防基础科研基金重点项目、航空发动机研究计划以及航空基金和江苏省自然基金等一批重要科研项目。在国内外发表高水平学术论文382篇,其中被SCI收录59篇,EI收录323篇。

实验室仪器设备介绍   

南京航空航天大学在航空动力系统方面建有包括整机试车台和风洞在内的整机、零部件试验研究平台,并集中建有气动性能实验室、结构强度与振动实验室、燃烧与传热实验室、发动机控制实验室、微型涡轮发动机实验室等多个科研实验室。拥有低速、高速、超声速系列风洞,全尺寸低速压气机试验台,以及航空院校中唯一的用于机匣疲劳试验的研究平台,可以直接为型号研制工作服务。拥有先进的PIV测速仪、PSP光学测压器、烟气分析仪、分体式激光雾化液滴粒度分析仪、高速摄影仪、傅里叶变换光谱辐射计等系列高精度精密仪器设备,为开展高水平基础研究提供了先进的测试手段。上述实验室及相关试验平台和仪器设备,有效支撑了学校的基础研究、关键技术攻关和型号研制工作。

近十年来,学校在航空宇航推进理论与工程、动力工程及工程热物理学科投入建设经费近3000万元,相继建成高性能发动机关键技术研究平台、航空动力系统气动热力学基础研究等多个学科平台,有效提升了航空动力系统方面的科研水平。学校现有航空动力系统方向科研用房2700平方米,拥有大型贵重仪器设备原值12946万元。目前的主要研究设施和试验能力情况见表1。

1号低速压气机试验台

功能:可实现压气机性能及内部流场详细测量,可开展

以下方面的研究工作:

(1)压气机气动稳定性机理及设计方法研究

(2)压气机非定常流动机理研究

(3)压气机叶片先进设计方法研究

指标:设计转速:1500r/min;外径:900mm;轮毂比:

0.6;电机功率:200KW

2号低速压气机试验台

功能:可实现多级轴流压气机性能及内部流场详细测

量,可开展以下方面的研究工作:

(1)高压压气机后面级低速模拟试验

(2)压气机叶片先进设计方法研究

指标:设计转速:900r/min;外径:1500mm;轮毂比:

0.88;电机功率:315KW;采用重复级设计


微型发动机试车台

功能:用于完成微型涡轮发动机试车实验,并在实验中

测量发动机推力、耗油量、转速等各项性能参数以及重

要截面的压力、温度等重要气动参数。

指标:其测试对象为直径6厘米、直径11厘米、直径12厘

米和直径16厘米的微型涡轮发动机,对应能测得的转速

范围为22万转/分~9万转/分,推力范围为10DaN到

40DaN。

高压压气机

型号:LW-25-25

功能:可满足燃烧室、热端部件冷却、红外隐身等流动

和性能试验研究需要的气流要求。

指标:出口压力2.5MPa,流量0.5kg/s


模拟高空燃烧试验系统

型号:自制

功能:可开展加力燃烧室流动和燃烧性能试验研究,可

完成加力燃烧室火焰稳定器高空工作状态下流动和稳焰

机理等试验研究。

指标:进口压力4个压力,电加温:550K,废气加温:

850K,流量:1.5kg/s



平面叶栅风洞

功能:进行各种叶型平面叶栅性能的测量,获得叶型的

损失系数、落后角等参数随马赫数和攻角的变化关系,

以及叶型表面压力的分布

指标:Ma=0.0~0.6


涡扇发动机红外辐射特征模拟试验系统

型号:自制

功能:可完成涡扇发动机热喷流、固体壁面红外辐射

特征模拟,以及强化换热模拟试验。

指标:最高模拟温度:850K;流量:2kg/s;涵道比:

0.3~1.2。


MTS高温拉扭复合疲劳试验机

型号:MTS809

功能:主要用于航空动力系统小型模拟件强度及疲

劳试验;发动机用高温合金及复合材料高温疲劳,裂

纹扩展,拉扭复合疲劳、热机械疲劳,及断裂力学等

多种试验。

指标:最大动载荷:250KN;扭矩:2200Nm,试验

温度:1400℃;试验频率:30HZ



三维激光扫描振动测量及综合模态测试系统

型号:PSV-400-H4

功能:可实现航空动力系统构件结构三维立体连续扫

描测振及综合模态分析。


多点协调加载疲劳试验器

型号:MCFL-C

功能:可完成一般机械结构及机匣类压力容器静强度、刚

度及疲劳寿命试验。为航空类高校特色试验器

指标:系统配备15个作动器,一个内压循环加载模块。最

大动载200KN,试验频率0.1-15Hz。

微动疲劳试验器

型号:WDW-50—FF

功能:本系统实在国产疲劳试验系统上通过自制加装微动

疲劳试验系统构成。可完成模拟发动机榫头榫槽结构受力

的微动疲劳试验。为航空特色强度试验系统。

指标:最大载荷50KN。试验频率20Hz。

发动机控制系统半物理仿真试验台

功能:试验台提供发动机控制系统中的控制器、关键执行

机构和关键传感器的实物运行接口,同时提供发动机模型

程序运行环境。半物理仿真的置信度高。基于该试验台可

以对各个控制通道进行标定和校准,并验证控制器的各项

稳态和动态控制性能,同时可以模拟控制系统的各种异常

状态,以验证控制系统对异常状态的适应能力。

指标:1#小惯量电机:10000r/min,12KW,2000L/H,

100Bar;2#小惯量电机:7000r/min,75KW,12000L/H,

100Bar


FADEC系统仿真接口适配器

功能:可模拟发动机的正常或故障状态的信号,对EEC的接

口电路、控制逻辑与规律、BIT和容错重构策略进行高效、

全面的验证。通过HIL仿真可以检查出EEC的关键设计缺

陷,极大地降低半物理和台架试车的事故风险,能够提高

FADEC系统开发效率及其可靠性,并有效降低开发风险。

指标:自主设计的配置管理软件,具有转速、热阻、热

偶、压阻、LVDT/RVDT、开关量信号的传感器模拟通道共

144个,具有伺服阀、高速电磁阀、开关阀执行机构模拟通

道共64个,54通道180线自动故障注入单元,手动信号配置

面板。


发动机燃油供给、计量、喷射装置

功能:主要服务于飞行器推进系统数控燃油系统与控制元

件性能的基础研究,也为燃油雾化与喷射技术提供试验平

台。开展燃油雾化与喷射试验,雾化室压力可调,也可用

于探索高效雾化喷嘴结构、气辅喷射原理等新原理新技

术。

指标:燃油油源额定压力10 MPa,最大供油量1200 L/h。

动力系统额定功率12 kW,额定转速6000 rpm;粗、精油滤

过滤精度不超过16µm、5µm温度测量范围0℃~65℃; 可调

节室压的喷油雾化室,压力不超过16kgf/cm2

 

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