先进航空发动机协同创新中心

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先进航空发动机协同创新中心是由北京航空航天大学和中国航空工业集团公司联合发起成立的,旨在通过原始创新推动我国先进航空发动机实现自主研发。中心于2012年9月8日在北京成立,2013年1月通过专家初审,2013年4月11日通过终审,成为首批通过教育部认定的14个协同创新中心之一。
中文名
先进航空发动机协同创新中心
成立时间
2012年9月8日
成立地点
北京
性    质
协同创新中心

先进航空发动机协同创新中心中心介绍

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航空发动机是飞机的心脏,是典型的技术密集和高附加值的高科
签约仪式 签约仪式
技产品,被誉为工业技术皇冠上的明珠,它体现了一个国家科技水平、工业水平和综合国力,其研发过程需要集成从基础研究、预先研究、型号研制、产品使用、产品维护、产品退役全过程的系统研究成果,而其中,基础研究是发展的根基,是自主创新的源头。
  先进航空发动机协同创新中心秉承“穷理致用、支撑引领”,的发展理念,坚持“需求牵引”和“技术推动”结合的“两轮驱动”发展模式,由北京航空航天大学和中国航空工业集团公司紧密协同,联合相关基础研究优势单位,形成了“2+X”的举国协同创新体,开辟了产学研用深度融合的新局面。
  中心围绕安全性保障、性能提升和新概念三个类别的6大基础与核心技术问题,汇集了百余位海内外知名专家和6支国家级创新团队,构建了8个相互协同的创新团队。通过创新的机制体制,实现了校校、校所间科研基地共享以及人才、设备、成果、信息等资源的整合。
  中心的发展目标是在学科布局、基础研究设施、研究队伍建设、人才培养、基础研究成果等方面实现 “五个一流”,通过原始创新成果的持续突破推动我国航空发动机实现向自主研发的战略转变[1] 
2013年4月11日,中心通过教育部认定,成为首批认定的14家协同创新中心之一。[2] 

先进航空发动机协同创新中心组织机构

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协同创新中心中心设立理事会、科技发展咨询委员会、运行管理委员会、监察审计委员会、中心主任及其管理办公室。理事会为最高决策机构,中心主任负责中心的管理运行。

先进航空发动机协同创新中心科研基地

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先进航空发动机协同创新中心国家级/省部级研究基地

  序号
基地名称
依托单位
研究领域
1
航空科学与技术国家实验室(筹)
北京航空航天大学
航空科学与技术
2
航空发动机气动热力国防重点实验室
北京航空航天大学
航空发动机气动热力学
3
飞控一体化国防重点实验室
北京航空航天大学
飞行器控制
4
翼型、叶栅气体动力学国防重点实验室
西北工业大学
叶轮机械气动热力学
5
新概念喷气推进技术国防重点学科实验室
西北工业大学
新概念喷气推进技术
6
凝固技术国家重点实验室
西北工业大学
现代凝固理论和技术,材料精确成形控制技术,先进材料设计与制备
7
湍流与复杂系统国家重点实验室
北京大学
湍流,流体力学和力学前沿科学问题
8
机械系统与振动国家重点实验室
上海交通大学
机械系统与振动
9
空天先进材料与服役教育部重点实验室
北京航空航天大学
空天材料设计、制造、服役评价
10
现代设计与集成制造技术教育部重点实验室
西北工业大学
飞机制造、发动机制造、数字化制造、材料结构工艺一体化
11
航空航天数值模拟与验证教育部重点实验室
浙江大学
航空航天系统中的流动、燃烧、传热等物理现象数值模拟与实验验证
12
动力机械及工程教育部重点实验室
上海交通大学
动力机械及工程
13
航空推进理论与工程创新引智基地
北京航空航天大学
航空宇航科学与技术
14
北京市飞机/发动机综合系统安全性重点实验室
北京航空航天大学
安全性、适航
15
航空发动机数值仿真研究中心
北京航空航天大学
各类航空发动机整机/部件/系统的气动热力/结构强度数值仿真

先进航空发动机协同创新中心研究领域

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基础研究
航空发动机基础研究主要涉及到的学科有:系统工程学,内流气动力学,声学,结构与固体力学,传热学,燃烧学,控制学,机械传动与摩擦学,材料学,制造工艺学等众多学科及它们之间的交叉融合而成的新兴学科,贯穿发动机的预研、研制、生产和使用等全过程。
技术问题
当前,先进航空发动机的主要特征正经历着以下三方面的变革:从复杂系统学科的角度看,“多学科交叉、多专业综合”成为未来航空发动机复杂系统的主要发展趋势,表现为复杂系统的“多目标、多维度、多尺度、多区域、强非线性、强时域”的“气、固、热、声、控”耦合特征;在工程技术上,主要表现为设计、验证、材料、制造活动的“输入、工具、准则、数据库、流程、输出”(简称“6要素”)的技术变革,而在技术科学上,“6要素”变革引发了相应的技术科学机理的深化。
  航空发动机基础研究最核心的科学基础问题是:强耦合、强非线性、强瞬变的喷气推进系统的内流气动力学、结构与固体力学、燃烧学、传热学、声学问题以及强整体性的整机全流程过渡态边界载荷问题。

先进航空发动机协同创新中心研究方向

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先进航空发动机协同创新中心归纳出当前我国航空发动机急需开展的8个方向的研究:在航空发动机安全性保障领域,重点解决“航空发动机总体性能”、“航空发动机适航”、“航空发动机结构完整性和可靠性”、“航空发动机控制与信息”;在航空发动机性能提升领域,重点解决“航空发动机复杂流动”、“航空发动机声学”、“航空发动机气动热力与结构耦合布局”;在新概念航空发动机技术领域,重点解决“涡轮基组合循环动力”。8个方向的核心科学问题和重点研究的技术问题阐述如下:
1)航空发动机总体性能。核心科学问题是:高置信度航空发动机总体性能设计理论。重点研究的技术问题:航空发动机海量测量数据深度挖掘技术,基于测量数据的高置信度航空发动机总体性能设计方法,基于测量数据的高置信度部件性能设计方法等。
2)航空发动机适航。核心科学问题是:多尺度、多维度、多区域非线性复杂系统涌现特性的正、反问题。重点研究的技术问题:航空发动机过渡态载荷分析技术,稳态及过渡态多场耦合危险分析以及寿命限制件的概率寿命评估方法,全局偏差敏感性分析与验证技术,基于网络描述的系统安全分析技术,主、被动安全控制策略与方法等。
3)航空发动机结构完整性和可靠性。核心科学问题是:强时变特征多场载荷/环境下结构损伤演变、断裂、寿命和可靠性设计问题。重点研究的技术问题:材料微结构演化机制、多尺度本构模型与寿命预测,热端结构高低周复合疲劳与热机械疲劳损伤理论及试验技术,冷端结构流固耦合振动抑制及稳健设计技术,结构疲劳和损伤容限可靠性设计理论、方法及试验验证技术等。
4)航空发动机控制与信息。核心科学问题是:多变量、非线性、强耦合、变参数发动机控制系统建模、控制和故障诊断的机理和综合控制问题。重点研究的技术问题:高精度全状态航空发动机及控制系统的建模机理及方法,复杂系统的多变量非线性控制方法及飞/推综合控制机理,航空发动机故障检测、诊断、预测及容错控制机理等。
5)航空发动机复杂流动。核心科学问题是:在强三维、强旋流、固有非定常、多尺度、逆压梯度复杂边界条件下,包含转捩的湍流流动机理、预估与优化、流动组织及气动布局。重点研究的技术问题:尾迹/激波/二次流与边界层干涉,非定常效应复杂流动机理及利用,分离流动机理及流动控制技术,基础试验数据库建立及利用,高精度转捩/湍流模型发展,复杂湍流流动条件下,高效率压缩过程的组织与布局,流动不稳定性的预估和主被动控制,气动结构耦合分析技术发展应用等。
6)航空发动机声学。核心科学问题是:高速高压高温的高能量密度流体中,复杂边界及运动边界条件下的声波与多尺度非定常流动相互作用机理和气动噪声控制问题。重点研究的技术问题:大涵道比涡扇发动机风扇噪声产生机理与控制技术,排气系统气动噪声产生机理与噪声控制技术等。
7)航空发动机气动热力与结构耦合布局。核心科学问题是:在超高的温度和压力梯度作用下,空气流过若干惯性和非惯性坐标系构成的复杂区域的流动、燃烧、传热和结构完整性的相互耦合问题。重点研究的技术问题:燃烧与冷却热耦合下的超临界喷射燃烧组织、超临界换热技术和结焦抑制,高紧凑压缩流动耦合中分离涡抑制及结构完整性,高紧凑膨胀流动与燃烧、掺混、冷却耦合及结构完整性,强逆压、旋转和大曲率的三维边近界层内的湍流及掺混特性等。
8)涡轮基组合循环动力。核心科学问题是:宽工作范围引发的涡轮基组合动力结构与气动相容性问题。重点研究的技术问题:涡轮基组合动力平稳模式转换仿真与验证技术,涡轮基组合动力多准则、多约束总体性能设计技术,超宽范围、高性能进排气系统设计技术,超宽范围、低阻高效超级燃烧室设计技术等。

先进航空发动机协同创新中心体制机制

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整体基本原则:突破制约高等学校创新能力提升的内部机制障碍,打破高等学校与核心企业间的体制壁垒,把人才作为协同创新的核心要素,通过系统改革,充分释放人才、资本、信息、技术等方面的活力,营造有利于协同创新的环境氛围。
针对6类问题先期设8~10个创新团队,每个创新团队设牵头人/首席科学家一名,并成立相应的专业组,专业组成员由创新团队内不同学科团队带头人和首席科学家兼任,专业组的学术活动受科技发展咨询委员会指导;由团队牵头人/首席科学家对下属各研究团队的各项工作实施全面统筹管理。
制度设计:中心通过协同管理、人员聘任及考核、学生联合培养和学分互认、协同研究、资源共享、成果共享、合作交流、创新文化建设等方面改革,构建协同创新模式和机制。
(1)中心实行虚拟股份制。理事会对各单位投入资源进行筛选,评估确定所占虚拟股份比例。各单位成为中心虚拟股东,理事会根据投入资源的利用效率每两年进行一次重新评估,动态调整虚拟股份比例。
(2)全面实施岗位职务聘任制,成立专门的聘任委员会,负责根据中心岗位设置方案和层级研发目标组织分级、分类、分批聘任工作。
参考资料
词条标签:
组织机构