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航空發動機論文范文第1篇

Abstract: Digital electronic control has been the main development direction of aero-propulsion control system. To grasp the design method of digital syestem, the paper focuses on the study of fuel control to different phase of aero-engine, takes the digital electronic control system as the object,and puts the fuel control as main line. Different working phrase of the fuel system control has been analyzed. Finally, the specific regulation plan was gaven.

關鍵詞： 航空發動機；燃油系統；數字電子控制；計劃

Key words: aero-engine；fuel system；digital electronic control；plan

中圖分類號：V233文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2011）17-0023-02

0引言

航空發動機的燃油系統用來供給發動機主燃燒室和加力燃燒室的燃油，數子電子控制時，工況燃油流量受電子控制器控制，并要求其在所有工作狀態下，保證供給發動機燃油并自動調節供入發動機主燃燒室所需的燃油量。當數控系統發生故障時，液壓機械備份調節系統可平穩同步接替數控系統工作自動調節主燃油流量。

1調節規律實現

現代航空發動機大都為雙轉子，且多為全權限數控系統。為了保持左、右發動機的匹配性，討論發動機全權限數控系統演示驗證樣機采用的調節規律跟原液壓機械調節規律基本一致。

1.1 穩態調節計劃發動機穩態調節計劃見表1。當低壓轉子轉速N1

1.2 過渡態調節計劃

1.2.1 起動控制

2主燃油供油裝置控制回路分析

圖1為某型數控發動機主燃油控制邏輯原理圖。

航空發動機燃油系統在工作時，電子控制器將理論上計算的燃油流量對應的隨動活塞位置電信號輸出到電液伺服閥，通過電液伺服閥來控制隨動活塞的位置，隨動活塞的位置由LVDT反饋給電子控制器，這樣便構成閉環回路。當兩者有差值時就繼續輸出信號直止驅動隨動活塞到給定位置，通過改變斜盤角度來控制燃油流量。圖2給出了高壓可變柱塞泵在不同轉速下，LVDT電量與燃油流量、高壓可變柱塞泵轉速之間的二維關系曲線。

由圖2中曲線可看出，在高壓可變柱塞泵轉速一定的情況下，燃油流量隨LVDT電量的增加而增大；當LVDT電量一定時，隨著柱塞泵轉速的增加，燃油流量也在增大。從發動機的工作情況來看，柱塞泵是由發動機高壓轉子經多級減速后而帶轉，其減速比為定值2.561，柱塞泵轉速的大小也代表著高壓轉子轉速的大小。當高壓轉子轉速增大時，發動機所需的熱能也要增大即燃油流量在增大。從該曲線可以看出，發動機的燃油系統可以實現較好的控制。

參考文獻：

[1]航空發動機設計手冊,第15冊，控制及燃油控制系統.

[2]馮正平，孫健國.航空發動機小偏差狀態變量模型的建立方法.推進技術,Vol.22，No.1，2001.

[3]黃宏濤.航空發動機數字控制系統調節計劃[D].西北工業大學碩士論文，2001.

航空發動機論文范文第2篇

【關鍵詞】消喘 恢復狀態 工作原理

1 引言

發動機發生喘振時，氣流會沿壓氣機軸向發生低頻率高振幅的氣流震蕩，這種震蕩會帶動壓氣機的葉片產生強烈的震動，使葉片在短時間內發生嚴重損壞或斷裂，導致發動機流道受損，嚴重導致報廢。所以消喘系統的完好性對發動機至關重要。

2 發動機消喘系統工作原理

2.1 消喘系統的功用

發動機出現喘振時能自動退出喘振狀態，所采取的措施如下：（1）短時間接通消喘系統的同時，轉動高壓壓氣機可調導向器葉片；（2）增大尾噴口臨界截面積；（3）接通遭遇起動，隨后恢復發動機原來的工作狀態。

2.2消喘系統的組成

（1）綜合調節器。綜合調節器防喘保護通道的功用是，當發動機出現喘振和超溫時，通過控制發動機燃油通道和幾何通道，來消除發動機喘振和超溫，并將發動機恢復到原穩定狀態。（2）空氣壓力受感部。空氣壓力受感部接收高壓壓氣機后的空氣總壓（P02）和靜壓（P2），并把空氣總壓和靜壓輸送到喘振信號器。安裝位置在高壓壓氣機九級整流葉片中間的通道內。（3）喘振信號器。喘振信號器為變壓器式，測量壓差工作范圍0.1～2.2f/2。測量壓差PCK的數值和符號，并向防喘保護裝置傳輸電信號。安裝位置在外涵道前機匣上。（4）執行機構。通過接收喘振信號，完成一系列消喘動作。

2.3 消喘系統電氣附件工作過程

當發動機出現喘振征兆時，喘振信號器的輸出電壓發生變化，該輸出電壓被傳輸到發動機綜合調節器的防喘保護裝置。

喘振信號器的輸出電壓有兩個分量：正比于壓差平均值PCK1的不變分量和正比于壓力脈動PCK2的交變分量。在防喘保護裝置內，按照PCK1和PCK2來測量輸出電壓。

如果高壓壓氣機轉速n2

在解除“К1”指令后，“К1”指令在發動機起動自動器內保持（8±1.6）秒。當n2

2.4消喘系統機械液壓部分工作過程

2.4.1噴管臨界截面面積重調機構的工作

當發動機消除喘振系統工作時，油泵調節器輸出定壓油信號，該定壓油作用在噴管重調機構活塞下腔。活塞在油壓力作用下，克服彈簧力帶動傳動撥桿上移，由于傳動撥桿與差動機構齒輪軸不在一個平面內，使傳動撥桿繞齒輪軸轉動，通過差動機構帶動帶誤差凸輪的齒輪轉動，并使誤差凸輪也轉動，誤差凸輪杠桿再帶動分油活門襯筒上移，打開活塞上腔的回油路，使分油活門上移，開大噴管臨界截面面積，增大發動機壓氣機的穩定裕度。

2.4.2高壓壓氣機導流葉片調節系統的工作

當消除喘振系統工作時，電磁活門通電，定壓活門來油輸入到高壓壓氣機導流葉片重調器重調機構活塞右腔，使活塞左移，通過杠桿機構帶動分油活門右移，作動筒活塞左腔來油，右腔回油，作動筒活塞右移，使導流葉片朝減小發動機空氣流量方向轉動，增大了發動機的穩定工作裕度。當電磁活門斷電時，電磁活門切斷定壓活門的來油，重調機構活塞在彈簧力作用下，恢復到原工作狀態。

3故障定位及原因分析

某日某單位，發動機地面試車檢查消喘系統時，發動機轉速n2由85.7%下降到44.2%，渦輪后溫度下降180℃，經過約13秒鐘后發動機參數恢復正常。進行主泵調節器放氣，經多次檢查故障現象未消失。

分析故障原因有以下幾種可能性：

3.1綜合調節器故障

綜合調節器收到地面檢查儀發出喘振信號后，向電磁活門發出周期性指令：接通1.5±0.2秒，斷開0.5±0.2秒。由于綜合調節器質量問題導致發出消喘指令持續時間出現問題，電磁活門接通時間過長，導致發動機切油過深。

3.2主泵調節器故障

主泵調節器液壓繼電器從結構上保證當切油時間過長時切斷齒輪泵后高壓燃油通往主燃油分配器油路，避免發動機因切油時間過常停車。綜合調節器收到地面檢查儀發出喘振信號后，向電磁活門發出周期性工作指令。液壓繼電器時間調整層板節流器依據本身流量調節發動機切油時間長短。如果層板節流器堵塞或者液壓繼電器分油柱塞卡滯，運動不靈活將會導致發動機因切油時間過深而導致發動機停車。

3.3燃油分配器故障

油泵調節器中的定壓活門的油液通往分配器活門右邊，放油斷流活門左移，切斷了分配器活門右邊回油路，因而有壓力升高，分配器活門左移切斷了通往主、副輸油圈的油路，燃燒室供油中斷。當發動機喘振信號消失時，發動機停車活門退出工作，切斷了油泵調節器定壓活門通往分配器活門右邊的油路，放油斷流活門在左邊彈簧力作用下右移，打開分配器活門右邊的回油路，分配器活門右邊壓力下降，在其左邊油壓作用下右移，打開了通往主副輸油圈的油路，恢復向燃燒室的供油。

外場先后更換綜合調節器、主泵調節器后，地面試車檢查故障現象再現，說明該故障不是由二者引起。后更換燃油分配器后地面試車檢查消喘系統正常，確定該故障是由燃油泵分配器故障引起的。

4結語

航空發動機作為飛機的心臟，被譽為“工業之花”，它直接影響飛機的性能、可靠性及經濟性，是一個國家科技、工業和國防實力的重要表現。而發動機內部的每個分系統也都直接的影響發動機的性能，所以消喘系統也是保證發動機、飛機以及駕駛人員安全性的重要組成部分。本論文對航空發動機消喘系統進行了原理上的講解以及結合具體故障對涉及該系統的各個附件進行了分析，為以后遇到此類故障提供了排故思路，也為以后其他型號的發動機的研發和設計提供了經驗。

參考文獻：

航空發動機論文范文第3篇

【論文關鍵詞】葉片類零件  工裝設計  工序數模

【論文摘要】針對目前航空發動機典型零件一葉片類零件工裝設計現狀，創建了三維工序數模驅動的葉片類零件工裝設計系統，闡述了系統的優點、結構、功能、工作流程，并以ug二次開發實現了原型系統。通過在國內某大型航空發動機公司進行應用，大大提高了葉片類零件工裝設計的效率，縮短了設計時間。

航空發動機是飛機的關鍵部件，而葉片類零件則是航空發動機的核心零件之一，也是發動機研制和批產的“瓶頸”環節。其特點是結構復雜、品種、數量繁多，對發動機的性能影響大、設計和制造周期長、工作量大。由于葉片類零件種類多，葉型、榫頭的形狀復雜，其工裝設計也相對復雜。有效的工裝設計可以提高工裝設計效率、提高工裝(包括零部件)重用度、縮短工裝制造周期、降低工裝制造成本。

目前工裝設計選擇的cad平臺主要以電子圖板方式在企業工裝設計領域使用，即人工進行工裝結構設計、參數計算，然后利用cad軟件平臺進行繪圖、出圖。其中大部分企業采用二維cad基本上只解決工裝繪圖問題，起到了電子圖板的作用，但是參數化功能不足，設計效率低。而極少數采用三維cad軟件的企業由于三維實體造型速度慢，三維實體模型虛擬裝配繁瑣，輸出符合國標的二維工程圖速度更慢等因素并沒有在工裝設計中切實的發揮出三維cad軟件強大的實體造型和參數化驅動等功能。

基于上述的工裝設計的實際情況，提出以壓氣機葉片為對象，開發工序數模驅動的葉片類零件的工裝設計系統。本系統的設計思想是基于航空發動機中不同級的葉片，很大一部分在拓撲結構上一樣，裝夾方式也相同，只在尺寸上有差異，如圖1所示。因此設計這些葉片的工裝時，采用基于實例的三維工序驅動的設計方法，即實現工序數模驅動下的工裝數模自動進行尺寸調整，形成新的工裝數模，并通過設計者局部小的修改后，形成最終的滿足要求的新工裝。

1系統特點

本系統與翼寵cad彰工裝設計相比，具有以下的特點。

1．1實現工藝工裝并行設計

傳統的工藝過程設計和夾具設計過程是相分離的，通常由工藝設計部門進行零件的工藝設計，生成詳細的加工工序后，將有關信息傳遞給工裝設計部門，由它完成工裝設計。然而，建立基于面向工裝設計的工藝成熟度模型，在pdm產品數據管理平臺上，直接使用同一數據源三維模型，定制工藝、工裝并行設計業務流程，從而實現工裝工藝的并行設計。

1．2三維工序數模驅動工裝設計

其核心思想是通過工序數模中包含的工藝特征信息(如基準特征信息、定位及夾緊基準信息、精度特征信息、材料特征信息和管理特征信息等)來驅動工裝中的相關組件，使這些組件在空間位置和尺寸上做相應的調整，從而達到自動生成新工裝的目的。

1．3基于pdm的集成化工裝數據管理

基于pdm平臺，建立單一數據源的工裝數據庫，保證工裝數據的唯一性、實時性、有效性和安全性。工裝基礎數據和信息包括：產品信息、工藝信息、已有工裝信息、工裝標準件庫、典型構架．結構庫、加工設備接口信息，工裝設計經驗知識等。通過對工裝基礎數據和信息的有效組織和利用，創造能讓工裝設計人員迅速、有效地掌握和借鑒已有工裝設計經驗的環境，從而提高工裝設計速度。

2系統體系結構

基于上述特點，本系統以oracle為底層數據庫，以tcenterprise(pdm)為數據管理平臺，以ugnx3．0為cad支撐系統，采用ug／openapi對ug進行二次開發，運用參數化建模方法和專家系統等技術，實現工裝的快速設計；所有工裝數據全部基于pdm系統實現統一管理，保證工裝數據的唯一性、實時l生、有效性和安全性。

基于以上思路，本系統由工序模型設計子系統、工裝設計子系統、工裝實例添加子系統三部分組成，具體系統體系結構，如圖2所示。

3系統工作流程

系統采用工序數模驅動的工裝設計方法，其工作流程，如圖3所示。

3．1建立新的工序數模

這是新工裝設計的驅動力，是工裝模型進行自適應變化的信息來源。

3．2建立典型工裝裝配體模型

這是新工裝設計的基礎，即典型實例模型將根據新工裝數模中的信息做相應的變化，形成新的工裝模型。

3．3新工裝的形成過程

新工裝的形成過程主要是在新工序數模驅動下的自動化過程。首先，需要找到合適的典型工裝；然后，將這個工裝裝配體模型另存為新名字，同時修改各組件的名字；再次，將新工序數模裝配進去，執行相關程序，使裝配體各個組件及相互配合關系發生改變；最后，手動進行某些細節的修改，從而形成最終的新工裝。

4系統功能

系統的功能主要分為三部分：工序數模設計功能、基于實例的工裝設計功能、實例添加向導功能。

4．1工序數模設計模塊

主要提供計算機輔助造型、數模屬性添加兩類功能。具體功能：(1)葉片零件模型葉身截型線造型功能；(2)葉身數據處理完成葉身的造型功能；(3)葉身的葉根葉尖的延伸功he；(4)凸臺的造型功能；(5)榫頭的造型功能；(6)對工序模型各部分進行布爾并運算生成工序模型；(7)向工序模型添加相關屬性等功能。

4．2工裝設計模塊

三維工序驅動的工裝設計系統的功能主要為：工裝設塊提供基于工序數模的工裝設。工序數模驅動的工裝設計，其核心思想是通過工序數模中包含的信息來驅動工裝中的相關組件，使這些組件在空間位置和尺寸上做相應的調整，從而達到自動生成新工裝的目的。改設計思想中包含有三個關鍵的技術：工序數模包含的信息、工裝組件數模包含的信息、工裝裝配體的相關約束。

要達到上述目的，需要提取一些信息：

(1)工裝與工序數模之間的裝配信息，包括裝配元素和裝配關系。其中裝配元素是指裝配關系中直接裝配的那些組件的幾何元素，如工序數模的葉盆表面，工裝中定位銷球形表面等。裝配關系是指裝配元素之間以什么關系裝配在一起，如對齊、面貼合等。

(2)工裝裝配體組件之間的尺寸關聯信息。由于采用數模驅動的設計方法，所以當用一個新的工序數模驅動工裝裝配體實例時，與工序數模直接接觸的那些組件會根據工序數模包含的信息進行自動的適應性調整，包括空間位置和尺寸。這就要求其它組件也必須在空間位置和尺寸上做相應的變化。為此，工裝裝配體各個組件之間需要建立尺寸關聯關系。建立關聯關系的原則是：當一個組件的尺寸變化后，會影響到哪些組件的尺寸，如何影響。建立的尺寸關系用ug中的表達式進行記錄，包括兩種：裝配關系中的距離表達式和組件所對應的part文件中的特征表達式。

4．3工裝實例添加功能

這是一個向導工具，引導操作人員定義新典型工裝裝配體，并對添加相應的屬性。

工裝實例庫中的實例是相對典型的和穩定的工裝裝配體。實例庫的建立需要在pdm平臺下完成，要考慮實例庫和pdm之間的管理關系，以及實例庫中的實例與pdm中產品bom之間的關系。實例庫中工裝實例的添加、刪除、修改和查詢功能均需在pdm環境中完成。

工裝實例庫的建立需要兩方面的工作：

(1)以葉片類零件為應用對象，對典型工裝設計知識進行總結歸納，包括：典型且可以重用的零組件、零組件的尺寸參數、技術規格、圖形、設計流程，形成相應的夾具零組件庫和工裝實例庫。

(2)工裝實例庫的構造使用相關參數化造型等技術，在典型工裝或專用工裝設計完成之后，任何新的工裝設計如果滿足一定的相似條件，就可以快速的從庫中實例派生出新的工裝設計，從而解決快速設計的需求。

5系統實現

本系統是以ug／nx3．0為開發平臺，下面具體介紹系統功能的實現過程。

從工藝部門接到工裝設計任務后，進入ug軟件進行工裝設計。典型工裝在pdm下進行管理，根據制造bom的結構，這些工裝的part文件與使用它們的那些物料關聯在一起，并建立屬性信息，表明該工裝是哪道工序使用的。生成的工序模型，如圖4所示。

下面以壓氣機葉片毛坯鍛件的第一道工序—銑進排氣邊的工裝夾具設計為例，進行描述。首先，根據工藝規程和葉片毛坯鍛件圖，利用ug二次開發的參數化工序建模菜單，輸人參數和屬性添加進行工序建模，生成的工序模型和各部分名稱信息，如圖4所示。根據建好的三維工序模型，在pdm下的工裝實例庫選擇工裝類型；緊接著，在ug中打開選好工裝類型模型，然后在裝配環境下調入三維工序模型，進入ug二次開發的工裝設計菜單，根據對話框提示指出葉盆或葉背(定位點在葉盆就指定葉盆，在葉背就指定葉背)，接著通過遍歷工序模型得到工序數模驅動的新工裝模型，最后通過適應性裝配和局部小的修改得到完全滿足需求的新工裝模型。系統各菜單和葉片工序數模驅動的新工裝，如圖5所示。

最后，調用符合設計條件的標準件后，根據設計信息利用ug軟件自身的建模功能進行修改達到設計要求，最后根據ug工程圖功能得到帶有標注尺寸要求的工程設計圖。

航空發動機論文范文第4篇

西安交通大學機械裝備診斷與控制研究所所長、機械基礎實驗教學國家級示范中心主任何正嘉，長期從事工礦企業設備狀態監測、故障診斷研究及應用40余年，在機械設備結構裂紋定量識別、非平穩信號故障診斷和智能預示等方面開展了基礎理論研究和重要工程應用，取得了諸多創新性成果，對推動我國機械設備故障診斷與運行安全保障作出了突出貢獻。

潛心探索提出故障診斷新方法

重大裝備的各類故障中，因結構裂紋導致的失效占60%以上。裂紋這一“隱形殺手”被形象地稱為重大裝備安全運行的“癌癥”，具有難發現、易擴展、強破壞的特點。何正嘉帶領課題組于上世紀90年代中后期重點研究裂紋動態定量診斷新技術，經過10余年的潛心研究和探索，發現并揭示了裂紋位置、裂紋深度與裂紋動態響應信號之間的內在聯系，發明了基于小波有限元模型的三線相交結構裂紋的動態定量診斷方法，實現了大型回轉機械結構裂紋動態定量診斷，解決了裂紋動態定量診斷這一國內外故障診斷領域的前沿與挑戰性難題。

在研究過程中，何正嘉首先建立了適宜結構裂紋故障診斷的小波有限元理論，采用多分辨多尺度小波函數替代傳統有限元的多項式插值函數，實現了結構裂紋的高精度建模。最終何正嘉研發出了機械結構裂紋定量診斷儀，可應用于汽輪機和航空發動機轉子等結構的裂紋診斷，對關鍵設備安全運行與避免災難性事故產生意義重大。

目前，該成果從基礎理論、技術實現到儀器開發，已經形成了一整套技術，在東方汽輪機公司、某航空發動機維修廠、西門子信號有限公司、上海寶鋼等50余家企業得到應用，獲得了良好的經濟效益與社會效益。針對某型號航空發動機高壓轉子內部裂紋因探頭不可到達而難以無損探傷的問題，利用小波有限元建模和動態測試，實現了裂紋定量診斷，成為某廠航空發動機安全保障中一種重要檢測技術。實踐證明，何正嘉所研制的機械結構裂紋定量診斷儀對裂紋位置與深度的定量識別誤差均在5%以內。這一成果填補了國內外在機械結構裂紋動態定量診斷領域的技術空白，能夠確保設備安全運行，避免因裂紋引起的災難性事故發生。

在裂紋動態定量診斷新技術研究的同時，何正嘉的主攻方向是機械故障非平穩高精度診斷領域。他在長期的研究中發現，傅里葉變換、小波變換、第二代小波變換、多小波變換等的共同本質是數學上的內積變換，由此揭示了不同機械故障高精度診斷的內積變換數學原理，并指出，構造和運用性能優良的基函數與動態信號進行內積變換，是提高機械監測診斷合理性和準確性的關鍵技術。

何正嘉率先將先進的非平穩信號處理方法引入機械監測診斷領域，提出了變工況非平穩機械設備運行故障診斷方法，從多尺度、多分辨時頻域提取故障信號特征，克服了采用傳統平穩信號診斷方法難以準確提取變工況運行設備非平穩故障特征的不足；最終開發了機械故障非平穩高精度診斷系列新技術。開發了機車走行部、發電機組等關鍵機械設備運行監測診斷系列實用技術和在線監測診斷網絡系統，開拓了機械故障非平穩高精度診斷的新領域。

繼往開來科研團隊促發展

何正嘉教授治學嚴謹，倡導團隊精神，在學術梯隊建設方面成績突出。擔任機械制造系統工程國家重點實驗室系統監控與診斷方向學術帶頭人，負責建設機械基礎實驗教學國家級示范中心。創建的“裝備智能診斷與控制”科研教學團隊擁有教授16名，其中教育部長江學者1名、教育部新世紀優秀人才6名、全國百篇優秀博士論文獲得者1名、交大騰飛教授3人；承擔國家級精品課程3門。為裝備制造學科發展凝聚了CAD/CAM、數控技術、故障診斷和減振降噪等一批骨干力量。他為人師表，舉賢薦能，甘為人梯，樂于奉獻，扶持青年學者成長為學科發展帶頭人，支持和幫助青年骨干教師主持或參與各類重大項目申報，在教學科研方面多次取得國家級成果獎勵。教學中，他負責并組織建設了機械基礎實驗教學國家級示范中心和3門國家級精品課程，何正嘉教授獲2008年陜西省師德標兵稱號、2010年全國優秀科技工作者稱號。

何正嘉在指導研究生的過程中投入巨大的精力，同步嚴格要求研究生不斷提升道德品質和學術水準。培養的博士研究生陳雪峰獲得了2007年全國百篇優秀博士學位論文，2008年入選教育部新世紀人才、2009年入選陜西省科技新星、2010年入選西安交通大學騰飛人才，陳雪峰教授已成為我校機械工程學科的教學科研骨干，主持2項國家自然科學基金、1項863項目以及多項橫向合作課題。培養的博士研究生訾艷陽教授2010年入選教育部新世紀人才，主持3項國家自然科學基金、1項863項目以及多項橫向合作課題，2009年當選機械工程學院分黨委副書記。培養的博士研究生向家偉先后以德國洪堡學者和日本JSPS學者的身份，出國深造。培養的胡橋博士2006年畢業后在西安705所工作，工作業績突出，目前擔任總工程師助理；祁克玉博士在212所勤奮工作，獲得了單位高度好評。

在科研中，他以西安交通大學機械裝備診斷與控制研究所所長、機械制造系統工程國家重點實驗室系統監控與診斷方向學術帶頭人的身份，領導開創了諸多創新性理論、技術與系統，推動了中國機械設備故障診斷的發展，被評為“全國優秀科技工作者”。他從事工礦企業設備狀態監測、故障診斷研究及應用四十余年，在機械設備結構裂紋定量識別、非平穩信號故障診斷和智能預示等方面開展基礎理論研究和重要工程應用，取得創新性成果。主持2項國家自然科學基金重點項目“大型復雜機電系統早期故障智能預示的理論與技術”(50335030，2004―2007)和“關鍵設備故障預示與運行安全保障的新理論和新技術”(51035007，2011―2014)以及4項國家自然科學基金面上項目；主持2項高等學校博士學科點專項科研基金資助項目“小波有限元理論與轉子橫向裂紋故障診斷的研究”（20040698026，2005―2007）和“優良特性多小波構造原理與機電設備復合故障診斷”(200806980011，2009―2011)；參加2項國家973項目“數字化制造基礎研究（2005CB724100, 2006―2010）”和“超高速加工及其裝備基礎研究”(2009CB724405，2009-2014)；負責20余項與企業合作項目。以第一完成人獲國家技術發明二等獎1項(2009年)、國家科技進步三等獎1項(1999年)和省部級一等獎2項、二等獎1項。授權發明專利6項。出版著作7部，350篇，其中SCI收錄72篇、EI收錄100篇，論著被國內外引用3613次。

“天時不如地利，地利不如人和”何正嘉和他的科研團隊，淋漓盡致的詮釋了這一真理。正是他執著探索、無私奉獻，才有了我國機械故障診斷事業的發展。中國機械設備故障診斷的進步是一個的長期艱巨的過程，這漫漫路程中深深地烙著他們艱辛的腳印，這是歷史的見證，未來的階梯，而這樣的精神，需要我們繼續傳承、創新，并肩求索下去。

航空發動機論文范文第5篇

關鍵詞：葉輪機械；實驗教學；開放實驗；創新能力

葉輪機械是航空發動機的核心部件，對發動機的性能起著決定性的作用。“葉輪機械原理”是飛行器動力工程專業一門主干專業課程，主要介紹航空壓氣機和渦輪兩大核心部件的基本概念原理，具有較強的工程應用背景。該課程以氣體動力學、工程熱力學、傳熱學、機械設計等課程知識為基礎，又對后續的航空發動機原理課程學習具有承前啟后作用。同時，由于葉輪機械本身的結構復雜，內部流動看不見摸不著等特點，該課程內容抽象概念多，知識的綜合性連續性強，所以學習難度較大[1]。“葉輪機械綜合實驗”課程設置的目的在于一方面幫助學生理解和掌握所學的原理方法，并獲得實驗技能的訓練。通過綜合性實驗，使學生掌握葉輪機械的基本結構形式、運行性能與調節控制，掌握航空流體機械性能測試、流動測試、設計與仿真實驗的基本方法，提高學生動手操作能力；另一方面，葉輪機械綜合實驗課程要成為本科生對專業儀器、實驗操作、專業軟件操作、數據分析等基本功訓練的綜合主戰場。同時，開放性實驗課程將實驗教學上升到工程思維與理念訓練的高度，作為創新型人才培養的一種不可或缺手段[2]。加強實踐教學的探索改革符合《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》[3]中對強化實踐教學環節的要求，體現了“基于全面發展的創新教育”理念，保持和發展了“厚基礎、寬口徑、重實踐、求創新”的人才培養特色。本文則是介紹了我們在教學過程中對“葉輪機械綜合實驗”課程的教學內容、教學方法、考核方式進行的一些探索工作。

一、更新教學內容，突出專業能力培養

（一）構建現實-虛擬結合的實驗教學平臺

針對目前本科生培養中缺乏實踐教學，學生動手實踐能力不足，看的多操作少，沒有在實踐中發現問題、思考問題和解決問題的機會的現狀，2015年在工信部教學實驗示范中心的支持下，我們開始對該課程進行探索改革，建設了多功能平面葉柵等教學硬件平臺，擴充實驗項目，建設多套設備，極大提高學生的參與度，加強了該課程的實踐教學能力，真正實現學生親自動手實驗，實現創新實踐訓練的效果。在教學過程針對葉輪機械概念抽象，流動復雜的問題，增加虛擬教學實驗與真實實驗相輔助。其中一部分是大量有專業特點的計算機動畫和視頻短片，包括軸流壓氣機、離心壓氣機以及多級壓氣機內部流動動畫，以及壓氣機和渦輪的二次流動的CFD動畫，這樣把抽象的概念原理和葉輪機械內復雜的流動過程形象地表達出來，使學生對概念原理和流程的理解更清晰透徹。另一方面，也購置了數字葉型設計及數字風洞軟件，可對不同的葉柵模型進行虛擬氣動測試，這對實施開放實驗，學生自行動手設計葉型并仿真驗證提供了必要條件。“實”與“虛”的結合，降低了學生在部分真實實驗過程中操作誤差帶來的風險，也彌補了部分昂貴單一設備學生無法全部參與操作的不足，促進知識的轉化與拓展，加深學生對航空葉輪機械結構、工作原理、性能特點以及內部流動的理解。

（二）設置遞進式實驗題目

在葉輪機械綜合實驗課程建設過程中，我們建立了“基礎性實驗”、“綜合性實驗”、“設計研究性實驗”三類實驗內容。增加原有基礎實驗的新穎性和信息量，加強實驗的思考性和啟發性，增加學生靈活操作儀器設備和動手動腦的機會，如速度壓力測量基礎實驗，包括五孔探針、動/靜態壓力傳感器以及線風速儀的基本原理、校準和使用方法，學生可以在基礎實驗中掌握各種測試技術和儀器使用。綜合性實驗是為學生設計好實驗方案和實驗目的，讓學生通過完整的實驗題目訓練，加深對葉輪機械理論的理解，掌握葉輪機械研究中主要的實驗技術，包括壓氣機的性能實驗、葉頂動態壓力實驗、進氣畸變實驗以及平面葉柵的性能及流動實驗。設計性實驗則屬于開放性內容，不限制題目，學生自行設計實驗目的和方案，利用教學實驗平成自己的題目，實現閉環訓練。設計性實驗培養了學生全局統籌實驗的能力以及在實驗中學習，在實驗中研究和用理論知識解決問題的能力。設計性實驗的報告采用論文形式提交，培養學生的獨立科學思考、查閱文獻和科技寫作能力。學生通過設計性實驗，啟發創新意識，鍛煉綜合創新能力，培養了初步科研能力。葉輪機械綜合實驗課程遞進式實驗構架如圖1所示。

（三）建設航空特色的專業教材

在高等教育活動中，教材建設是保證教育質量的關鍵。“葉輪機械綜合實驗”課程目前使用的是自編講義，主要以實驗指導書為主，缺乏理論提升。我們在學校規劃教材建設項目的資助下進行了系統的葉輪機械氣動實驗技術的教材編寫，加入了葉輪機械測量的主要技術理論和先進的測量技術內容。圍繞本科教學改革對教材建設的需要，針對飛行器動力工程專業特點，在教材中還配合給出許多航空發動機用葉輪機械氣動實驗的設計案例，以及工程應用案例使該教材具有突出的專業特色，同時也進行了知識高度提升和廣度擴充。該教材不僅講技術而且要使學生通過教材學習，熟悉葉輪機械實驗研究中的工程思維。教材的編寫理念為理論與工程并行，結合注重基礎，加強實踐的學生培養原則，突出實踐教學在特色工科專業中的重要性。同時力求對學生創新性的培養，以豐富的實踐教學內容和訓練推動新一輪培養方案實施，促進相關專業的綜合改革。

二、教學方法改革，提升實驗教學效果

（一）開設網絡大學堂

學生對知識的學習不僅在課堂，更多的時間是在課外。因此，我們建設了葉輪機械綜合實驗課程的學習網站，其中包含實驗課講義、授課錄像、多媒體課件以及儀器使用演示錄像等模塊。首先，學生可以在理論課和實驗課之間的空檔期先進行網絡學習，對實驗課所用儀器和所要進行的實驗程序有所了解。這樣既不占用實驗課總課時，又能在實驗課上快速熟悉操作，展開實驗甚至還有充分的時間自由摸索實驗設計。另外，該網站也留有論壇模塊，學生可以在論壇進行交流和疑難問題提交，教師每隔一段時間會登錄解答，方便總結學生遇到的共性問題，也為教師掌握教學進度、衡量教學效果提供了有力依據。

（二）理論課和實驗課教學協同發展

針對葉輪機械原理和葉輪機械綜合實驗教學任務往往由不同的教師擔任，交流溝通不夠，導致理論課講授的知識在學生實驗過程中沒有對應充分的體現。本課程教師在教學過程中與理論課教師經常溝通交流，在實驗項目的更新上考慮了理論教學的知識重難點，通過直觀實驗幫助學生對理論知識加深理解。同時協調安排實驗與理論課的進度，使得實驗課進行能夠和理論課相關知識點講解有效銜接，圍繞某些知識點，如平面葉柵基本原理、多級壓氣機性能等，一堂理論緊跟一堂實驗，互為補充，互為完善，做到學生對知識的高效吸收。另外，在實驗課上對理論知識點對應講解，加強理論與實踐的融會貫通。實驗課與理論課教師制定相鋪相成的課程群發展規劃，明確“學生為本”的教學目標，并提出相應的實施措施，穩步做好課程建設工作。通過理論課教師與實驗課教師定期研討交流，雙方對學生的知識掌握情況都能有比較準確的了解，教學工作得到了更好的開展。

（三）教授進教學實驗室

目前葉輪機械實驗課都是以青年教師任課為主，但是由于葉輪機械類課程普遍都具有抽象、綜合、應用強的特點，需要授課教師具有深厚的研究經歷和經驗，才能更好地講授葉輪機械知識。教師不僅要對課本知識熟悉，還要對葉輪機械有研究認識，而這是大多數青年教師所欠缺的。針對這個問題我們在葉輪機械綜合實驗課中，邀請部分葉輪機械實驗研究方面的知名教授進入課堂，切身講授如何進行實驗研究以及自身研究經驗，期間穿插航空葉輪機械氣動實驗的專題講座，介紹實驗研究的前沿問題，不僅讓學生感受到知名學者的魅力與風采，還了解到實驗研究領域的最前沿發展。知名教授參與實驗課教學活動，以豐富的研究經驗和對葉輪機械的深層理論認識，給同學們帶來了極大的知識收獲，促進了本科生培養質量的提高，同時他們的教學經歷和授課技巧也能幫助任課青年教師提高教學水平。

（四）構建開放式創新實踐教學平臺

受本科培養計劃總學時限制，目前大多數實驗課程的課時都比較有限，一般為16學時，部分達到24學時。這就導致學生不能深入理解和運用所學的葉輪機械測試原理和特性知識，也不能滿足學生對自由創新實踐的需求。因此我們改變以往的教學方式，構建開放式實驗教學來提高實驗教學質量和教學效率。我們在課后加入創新實驗設計環節，葉輪機械教學實驗室在計劃外實行預約開放，學生可以實驗小組（3-5人）進行預約實驗臺，利用課外時間盡情地進行拓展實驗，為學生開辟了“第二課堂”。同時，學生可以結合創新創業、科研訓練、高峰計劃以及學科競賽等本科生實踐訓練項目，在葉輪機械教學實驗室自主進行實驗創新或者實驗研究活動。許多學生在開放實驗教學活動中取得的科研成果都成為了大學生挑戰杯、節能減排競賽等項目的參賽素材。開放性教學活動使該門實驗課程的開展已經不局限在初級層次的動手能力培養，而是能延伸到創新人才培養的新高度，給有潛力的學生提供更大的空間和平臺。

三、建立綜合創新的考核評價體系

合理的成績評定方式既是公平體現學生學習的付出，也是客觀評價教學質量的指標。一般的實驗課程考核成績主要由實驗報告和平時考勤決定，但是這種評價方式無法全面評價學生對實驗方法的掌握以及靈活運用的程度。另外從創新型實踐人才培養的角度看，學生在實踐過程的協作能力、創新能力通過這種成績結構都無法體現，有實踐創新潛力學生的積極性不能激發出來，創新創造活動不能得到積極肯定。圍繞“給通才制定規則，給天才留出空間”的教學理念，結合該課程教學內容和教學方式的改革，葉輪機械綜合實驗課程設置了新的考核方式，以充分重視學生的協作創新能力水平，逐漸淡化和降低實驗報告評分權重。在新的考核方式總成績構成中，平時考勤成績占比例為10%；實踐過程成績占比例30%，考核學生協作和靈活操作能力；創新能力，也就是學生參與開放性實驗活動部分所占成績比例為20%；實驗報告比重為40%，具體實驗課成績構成比例如圖2所示。改革后的考核方式避免了部分學生在實驗過程搭車蒙混，在實驗后抄襲報告的現象，也鼓勵了能力較強的學生積極參加創新實驗，開發實踐思維能力，使實踐能力的培養不僅僅停留在課堂中。

四、結束語

“葉輪機械綜合實驗”課程在教學內容、教學模式以及考核方式方面的改革探索，構建專業特色教材，提出名師實驗教學、講座式教學等多種途徑，網絡大課堂先導學習、開放實驗結合創新創業項目等多樣化教學手段，建立了“立體化”教學模式，全面提高了學生參與實踐教學活動的積極性，較大地增強了實踐教學的效果，提升了實踐教學層次，突出了創新型實踐人才培養的目標，實現了實踐教學與理論教學的協調發展。

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