分布式能源与热管理平台面向国家重大战略需求,对标世界科技前沿,发挥北航航空领域优势,包含了航发综合热管理半物理多部件协同仿真数字化子平台、航发热管理部件稳/瞬态流动与传热性能测试子平台、高精度多能流风洞实验子平台、非接触式高精度磷光测温光谱分析子平台及气固耦合表面热流测试装置研发及标定平台等多个配套子平台,支撑航发综合热管理“部件-系统-整机”的多层次研发,力求突破并掌握热管理核心技术,推动基础研究成果的型号应用。
各科研子平台:
1.高精度多能流风洞实验子平台
高精度多能流风洞实验平台隶属于航发换热器传热机理及强化实验室,主要支撑空天动力用高效紧凑换热单元研发与热力性能测试。该平台由进排气系统、风机系统、蒸汽加热系统、测试系统与数据采集与控制系统等子系统构成,总占地约46平方米。基于该试验平台,可开展光管管束、翅片管束、新型板翅、纵掠管束等微小尺度高效紧凑换热单元流动换热机理的试验研究,完善微小尺度高效紧凑换热单元的实验数据积累,研究成果可支撑空天动力用高效紧凑换热器的设计与应用。

高精度多能流风洞实验平台
2.非接触式高精度磷光测温光谱分析子平台
高精度非接触式磷光测温平台聚焦于航空发动机热端部件温度测试需求,致力于开展磷光测温技术的相关研究,为航空发动机热端部件的精益化设计提供数据支撑。平台占地面积约40平方米,现已投入300万余元用于购置和搭建高精度非接触式二维磷光测温平台,包括光谱分析子平台和磷光测温子平台,其中光谱分析平台主要用于测试不同温度下稀土元素受激发射光谱以建立光谱特性和温度的映射关系,磷光测温子平台用于同时测量典型航空发动机热端部件在静止及旋转状态下的表面及内部温度场。
非接触式高精度磷光测温光谱分析实验台
3.磷光粉末制备及质量检测子平台
磷光粉末制备及质量检测子平台聚焦于非接触式高精度磷光测温技术,开展基于化学共沉淀法掺杂稀土元素的YSZ(氧化钇稳定的氧化锆)粉末制备研究,占地约40平方米。本实验台可在不同滴定工艺、混合沉淀剂配比、反应液金属离子浓度、表面活性剂、反应溶液温度、煅烧温度的条件下制备磷光粉末,并经造粒处理后获得球形、多孔的流动性优异的磷光造粒粉体,通过扫描电子显微镜(SEM)观察颗粒形貌与粒度、X射线能谱衍射(XRD)分析粉末掺杂元素的固溶效果、光谱分析平台观察粉末发光性能等一系列质量检测过程,选择出最优的磷光粉末制备方案。
磷光粉末制备及质量检测实验台
4.气固耦合表面热流测试装置研发及标定子平台
气固耦合表面热流测试装置研发及标定子平台聚焦于航空发动机热端部件热流密度测量需求,开展复杂环境下气固耦合表面热流的精细化测试研究,包括气固耦合表面热流测试技术、MEMS加工工艺与金属/非金属薄膜制备、高温薄膜热流计静态与动态性能等研究方向。实验平台使用面积60余平方米,现已购置或搭建各种主要测试及标定实验设备3套,如薄膜热流计薄膜工艺制备及性能研究实验台,高温/高热流密度动静态标定实验台,高真空加热系统等,具备国际先进水平的薄膜热流计静态与动态性能研究条件,可推动气固耦合表面热流测试技术研究成果转化,助力我国航空发动机自主研发进程。

气固耦合表面热流测试装置研发及标定平台
团队成员:
分布式能源与热管理平台以北京航空航天大学航空发动机研究院优秀教师派驻为基础,包括3名教授、3名副教授、1名讲师和2名专职科研助理,教职与科研人员9人,派驻硕博研究生18人。

徐国强,北京航空航天大学二级岗教授,博士生导师,分布式能源与热管理团队负责人。先后担任北京航空航天大学能源与动力工程学院热物理系主任、能源与动力工程学院研究生教学副院长、北航研究生院副院长兼招生与学位处处长、北航研究生院常务副院长等职务,现任航空发动机气动热力国防科技重点实验室主任。
科研上,长期致力于航空发动机高温部件热防护研究:提出了燃烧与冷却交热耦合原理,并形成了国际领先水平的涡轮前温度2300K的耦合方案,作为主要发明点获得2014年“***系统气动热力新理论和新方法”国家技术发明奖二等奖,排名第4;揭示了航空发动机旋转涡轮盘腔、涡轮叶片内流动与换热机理。所取得的诸多成果,获得2017年“航空发动机旋转涡轮叶片高效冷却技术”高等学校科学研究优秀成果奖(自然科学奖)一等奖,排名第2;“航空发动机高温旋转部件高效冷却技术”国家技术发明奖二等奖,排名第2;从建立旋转热实验群入手,发明的“全工况气膜覆盖技术”、“盘心增温的涡轮盘设计新思路”解决了涡轮叶片烧蚀、涡轮盘超重等难题,成果应用于第四代军用航空发动机上,据此获得2021年“航空发动机高温旋转部件流动与换热测试技术”国防科学技术进步奖一等奖,排名第2;此外还获得国防科技进步奖二等奖(2004年、2017年)、国防科技创新团队奖(2015年)等多项奖项。先后承担两机专项课题、条件建设、民机科研等多项国家级重大课题,合作发表论文330余篇,其中SCIE论文80余篇,合作申请发明专利45项。
教学上,先后教授了本科生的《工程热力学》、《传热学》、《传热传质学》、《热工基础》,以及研究生的《实验传热学》等多门核心课程。2005年获教育部新世纪优秀人才;2008年所讲课程《传热学》获北京市精品课程;2015年底获批凡舟基金“课程教学团队建设”项目;2018年课程获双百工程(优质课程)A级;2019年获得“研究型教学”认证。负责承建的热工基础实验中心获校教学成果一等奖,并获批北京市高等学校教学示范中心。此外,曾获宝钢教育基金优秀教师、北航首届教学名师、北航优秀主讲教师等奖项/称号。
 |
 |
闻洁,研究员,博士生导师,航空发动机气动热力国防科技重点实验室航空发动机先进冷却机理研究方向负责人,主要从事发动机传热传质学等相关学科研究。主要研究方向为航空发动机综合热管理、紧凑高效换热器设计技术、碳氢燃料流动换热特性研究等。主持并参与多项国家重大科技项目,获得国家科技进步二等奖、发明二等奖各1项,在国内外知名期刊发表流动与传热领域研究论文40余篇。 |
全永凯,研究员,博士生导师。北京航空航天大学工程热物理专业博士学位,于英国帝国理工学院交流访学。主要研究方向为先进航空测试技术、旋转流动与换热。主持并骨干参与“两机”专项基础研究、民用飞机专项科研、重点型号核心技术攻关、国家自然基金等多项国家级重大科研课题。获国防科学技术进步一等奖1项,排名第六。现任北京市实验教学示范中心负责人、航发研究院实验设施部部长。发表高水平论文40余篇,获批国家发明专利17项,成果转化1项。获北航青年拔尖人才称号。 |
 |
 |
 |
 |
董苯思,北京航空航天大学副研究员,硕导。主要从事“动力系统能量高效转化”、“航空发动机综合热管理”等方面的研究;主持/参与多项国家级课题;2019年获评北航“卓越百人计划”特别副研究员,2021年获评北航青年拔尖人才;发表多篇SCI、EI收录论文,授权多项发明专利。 |
付衍琛,工学博士、副教授。2020年度中国科协“青托”,《推进技术》期刊青年编委;研究方向:超临界压力碳氢燃a料流动换热、高效紧凑换热器设计及优化等;主持参与国家自然科学基金等10余项,“两机专项”专题负责人。 |
张丽娜,北京航空航天大学副研究员,硕导。主要从事高超声速飞行器高温部位热防护、电子设备热控制、飞行器/发动机热管理等研究,曾获军队科学技术进步二等奖、航天一院技术改进奖和阶段成果奖多项,授权国防专利多项。 |
孙京川,助理研究员。主要研究方向:航空发动机综合热管理、热分析、空气系统设计。热分析主要针对部件开展热防护,空气系统主要开展系统级质量输运研究;以二者为基础,开展航空发动机综合热管理研究,在保证热防护的基础上实现发动机内部能量的合理分配,提高发动机综合性能。 |
分布式能源与热管理团队秉承“精谋细耕”的精神,立足航空发动机基础研究,重点在航空发动机热管理、先进冷却、航空先进测试等战略性、前沿性科研领域开展创新性科研攻关,先后牵头承担多项国家重大专项及其条件保障、973课题、国家自然科学基金等国家级课题。团队成员获国家技术发明二等奖2项、高等学校科学研究优秀成果奖(自然科学奖)一等奖1项、国防科学技术进步奖一等奖/二等奖4项;发表高水平论文400余篇,获批国家发明专利70余项。