基于改进NSGA2算法的航空燃油泵叶轮优化设计

2021-01-12白永明吴迎春张小波王宏建

兵器装备工程学报 2020年12期

白永明，陶艺，吴迎春，张小波，王宏建

(1.无锡工艺职业技术学院，江苏宜兴 214206; 2.中航工业金城南京机电液压工程研究中心，南京 211102)

航空燃油泵是飞机燃油系统的重要附件，为发动机供、输燃油，保障飞机安全运行。目前，我国飞机燃油系统的供、输油所用的燃油泵大部分是离心式电动燃油泵。燃油泵的优化设计一直是个难题，因为它是一个多目标优化问题，涉及扬程、汽蚀余量和扬程驼峰等目标，这些目标是相互制约的，某个子目标性能的改善可能引起其他子目标性能的降低，不可能使所有子目标均达到最优的效果，如泵叶轮的优化设计中增大叶轮出口直径能提高扬程但容易出现扬程驼峰。传统设计方法在面临如何确定取值范围较大的各种参数的问题时，主要是基于大量的设计经验，因此燃油泵性能的优劣很大程度上就取决于设计者的经验和水平，而且需要经过多次“设计-试验-改进-试验”的循环，导致设计周期长，效率低，效果差。燃油泵的快速优化设计成为一个值得研究的课题，从以往的一些研究成果来看，优化变量一般只有2～3个，其他的参数仍由设计者根据经验赋值，而且多为单目标优化或将多目标转化为单目标后再进行优化求解的[1-2]。为了突破经验约束并实现多目标同时优化，提高燃油泵的设计效率和性能，将多目标遗传算法用于航空燃油泵的优化设计。