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优秀毕业论文 精品参考文献资料 承诺书 本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进 行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致 谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。 本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 （必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本承诺书） 作者签名： 日 期： APU 安装系统的冗余设计与损伤容限设计研究 南京航空航天大学硕士学位论文  PAGE 68  PAGE 69 第一章 绪论 1. 1 研究背景 本文的研究工作来源于国产大型客机项目的 APU 安装隔振技术课题，对 APU 安装系统的 设计技术进行了研究。在大、中型飞机上和大型直升机上，为了减少对地面（机场）供电设备 的依赖，都装有独立的小型动力装置，负责飞机地面通讯、起动主发动机和作为应急动力源等 辅助作用，称为辅助动力装置（Auxiliary Power Unit，APU）。APU 是民用飞机上不可缺少的部 件之一。 APU 实质上是一台离心式涡轮发动机及发电机设备，为飞机提供压缩空气和电力，甚至可 为飞机提供附加推力。飞机在起飞前，由 APU 供电、供气来启动主发动机，从而不需依靠地面 电、气源车来发动飞机。APU 在飞机起飞和降落时，能为机舱的照明和空调运行提供电力和压 缩空气，可以改善飞机性能和降低燃油消耗率，同时也降低了机场的噪声。当飞机爬升到一定 高度，正常运行时 APU 处于关闭状态；当主发动机空中停车时，APU 可在一定高度下及时启 动，为发动机重新启动提供动力，从而保证飞行安全。 APU 是飞机的振源之一，其压气机、涡轮、发电机、齿轮箱等部件的转动会引起振动，同 时飞机本身的低频振动也会传递给 APU。因此，APU 安装结构除静载荷外还承受飞机各种工况 下的动载荷，其安装系统设计要考虑在各种载荷下的安全性与可靠性。在飞机上安装 APU 时不 仅需要满足其作为辅助动力要求，还需要考虑其安装结构的可靠性。 冗余设计与损伤容限设计都是基于系统可靠性的设计技术，APU 普遍采用冗余的安装结 构，并将关键件设计成损伤容限结构，以此来达到足够的连接安全性，从而保证在使用中遇到 部分损伤、部分失效时仍能保持系统的安装位置稳定，不会造成进一步的安全问题。 本文围绕 APU 安装系统的冗余设计与损伤容限设计技术进行研究，可以为我国大飞机工程 积累 APU 设计、安装方面的经验，又有利于解决设计中相关的技术问题。在我国大飞机的初步 设计阶段，为 APU 安装系统初步方案的选定、APU 供应商及型号的选定以及结构的验证提供 技术支持。本文基于工程实际进行了相关研究，对我国大型客机的研制具有重要的现实意义。 1. 2 国内外研究现状 1. 2. 1 国内外各型飞机 APU 的使用情况 近 20 年来，国际范围内小型燃气涡轮发动机/辅助动力装置的市场竞争越来越多元化，一 改过去由两大公司——美国加雷特公司和桑德拉公司一统天下的局面。经过数年的合并、兼容 和筹建，目前世界上主要有六大小型推进/加力发动机和小型非推进/非加力发动机公司：美国 的霍尼韦尔公司、汉密尔顿—桑斯德拉公司、威廉姆斯国际公司；法国微型涡轮发动机公司、 透博梅卡公司；普惠加拿大公司等。今后 10 年国际市场上 APU 的交付量将大幅提高。APU 主 要用于民用大型运输机、战斗机、商务机和大功率直升机，除此之外在导弹等精确制导武器上 也广泛应用。以下列举部分 APU 的生产厂商及使用情况： 表 1. 1 用于战斗机的 APU APU 型号生产厂商装备飞机JFS190HoneywellF-15T-62T-46-1HamiltonV-22T-62T-40-8HamiltonF-16TGA15Microtuibo“阵风”（Rafale）Rubis3Microtuibo“阵风”（Rafale）T118Rolls-Royce欧洲战斗机 EFAT312Rolls-Royce应用未明确 表 1. 2 用于运输机的小发/ APU 小发/ APU 型号生产厂商装备飞机Mode 136- 200AHoneywel l Boei ng 757, 767Mode 85- 56Honeywel l C- 130Mode 185- 129 A/ B/ C Honeywel l  Boei ng 737 Mode 131- 9B Honeywel l Boei ng 737- 60