科研部门

轻型动力实验室

  研究领域

  以先进轻型动力技术研发及系统集成为主线,开展航空发动机基础研究、关键技术研发、系统集成创新及新产品研制。 

  研究方向

  轻型航空发动机总体性能与总体结构设计;高负荷高效率宽裕度压缩系统流动机理及设计;宽域高效燃烧组织与设计方法;综合考虑气动性能、冷却特性和可靠性的涡轮设计技术;航空发动机结构强度与可靠性设计技术;航空发动机控制系统设计与容错控制技术;高功率密度附件系统设计与集成方法;航空发动机试验与测试技术;轻型航空发动机整机集成与关键技术验证。

  人员组成

  现有职工171人,其中正高级岗位人员17人,副高级岗位人员21人;在站博士后4人;在读研究生89人

  2024年项目情况

  2024年度在研项目120余项,新争取各类项目33项,其中自然科学基金重点项目1项,自然科学基金面上项目4项,北京市自然科学基金重点项目1项,中国科学院关键核心技术GJ先导专项1项,中国科学院基础与交叉前沿科研先导专项1项,KJ装备预先研究项目1项,GF基础科研项目1项,基础加强项目1项,企业委托课题6项。结题并通过验收项目12项。

  2024年主要成果与工作进展  

在高升限低油耗轻型涡扇发动机方面,1000公斤涡扇发动机配装某型高空长航时无人机完成全部试飞科目,结合飞行平台完成出口立项;400公斤涡扇发动机完成全部性能鉴定试验,具备状态鉴定条件;500公斤多电涡扇发动机完成了整机性能、进气畸变、60小时持久和高空试验,具备首飞条件。

在高效费比轻型涡轮发动机方面,研制了系列高效费比单轴涡扇发动机,180公斤推力级单轴涡扇发动机配装某巡飞系统完成4架次科研试飞,完成了长时巡航飞行试验和双机智能协同飞行试验;380公斤推力单轴涡扇发动机配装某型装备完成摸底科研试飞,通过C转S评审,正式转入性能验证试验阶段;60公斤和1000公斤推力单轴涡扇发动机完成台架试车,达到了设计转速和设计推力。

在超音速涡轮发动机方面,TWP500超音速涡喷发动机配装某飞行平台完成升限Ma1.6@12km超音速飞行;TWP220L加力涡喷发动机配装雨燕超音速靶机实现了Ma1.5@12km超音速飞行并完成某演习任务。

在吸气式发动机关键部件热物理试验装置方面,完成了压缩匹配试验舱、燃烧室与涡轮气热耦合试验系统、空气系统试验舱、进发匹配试验舱和气源等全部系统详细设计,并通过评审;完成了所有关键外购/自研设备完成招标并签订合同,顺利通过了2024年度过程管理评估。

在基础研究方面开展了轻型航空发动机高效费比等寿设计理论与方法研究,发展了多维约束下短寿命发动机综合加权效费比理论模型、关键件等寿设计理论与方法,突破了关键件及系统简化技术,建立了短寿命发动机高效费比等寿设计理论和方法;开展了极端条件下的点熄火特性、预测与边界扩宽方法研究,掌握了极端条件下燃烧室点熄火过程中火核形成、火焰传播和稳定、火焰脱落/抬升与熄火机制,以及极端条件下点熄火边界及关键因素影响规律,建立了极端条件下燃烧室点熄火特性数据库、边界预测模型、评估规范和优化方法;开展了压气机低雷诺数效应模化方法及实验验证,系统研究雷诺数对压气机特性、流场结构及损失影响规律,发展了压气机性能雷诺数修正方法;探索低雷诺数下压气机性能退化机理,提炼低雷诺数下压气机内部典型流动特征,建立适合高空低雷诺数条件的压气机气动设计及稳定性调控方法。

  本年度共发表学术论文85篇,其中48篇被SCI收录,15篇被EI收录。申请发明专利29项,获得32项发明专利授权,软件著作权3项。“轻型涡轮发动机空中快速起动关键技术及应用”获得了2024年中国工程热物理学会技术发明一等奖。 

  主 任:卢新根    副主任:赵胜丰