北航·无人驾驶飞行器设计研究所

Unmanned Aircraft System Institute·BUAA

北航·无人驾驶飞行器设计研究所实验室

北京航空航天大学无人驾驶飞行器设计研究所动力研究室

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北京航空航天大学无人驾驶飞行器

设计研究所动力研究室

一、研究室情况简介

动力研究室由长期从事航空动力装置研究、生产和参加过国家重大型号攻关的年轻科教工作者

组成，是一支具有活力、敢于拼搏的技术团队，在科学研究、工程实践、专业试验等领域具有直接

的技术与丰富的经验。动力室共有 11 人，平均年龄 35 岁、博士学位2人、硕士学位3人、学士学位

6人，以上人员均毕业于北京航空航天大学相关专业，具有丰富的实际工作经验和扎实的理论知识，

责任心强、能力突出。

ROTAX914F 发动机

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北京航空航天大学飞行器设计研究所

动力研究室

航空活塞发动机高空模拟综合实验室外景

航空活塞发动机\/螺旋桨地面性能综合实验室试验间 航空活塞发动机高空模拟综合实验室试验间

航空活塞发动机高空模拟综合实验室操纵间 航空活塞发动机\/螺旋桨地面性能综合实验室操纵间

动力研究室主要进行航空活塞发动机性能及发动机与螺旋桨的匹配研究、航空活塞发动机应用

研究、航空活塞发动机燃滑油系统和冷却系统的匹配设计、发动机热管理等方向的研究，除此之

外，还开展了以下领域的研究工作。

涡轮增压器研制

动力研究室室配合北航能源与动力工程学院、交通学院共同组成航空涡轮增压器研发课题组，

结合国内涡轮增压器生产企业，共同开发高空长航时无人机用小型高性能涡轮增压器及多级涡轮增

压系统。

活塞发动机与增压器的匹配研究

利用高空模拟试验条件及数值仿真，通过对ROTAX914发动机进行二级涡轮增压器匹配及单级

涡轮增压器的试验研究，研究活塞发动机与一级涡轮增压器、二级涡轮增压器的匹配技术，并逐渐

扩展应用到其他型号的航空活塞发动机上。

涡轮增压器控制研究

针对航空活塞发动机废气涡轮增压器的电控技术进行了控制原理、软硬件实现的研究，可以在

功能上完全复现原TCU电控功能。

发动机电控燃油喷射系统研究

为了满足高空长航时无人机提高升限和延长航时的需求，采用电子控制燃油喷射技术对燃油喷

射和混合气形成的精确控制进行了研究，并取得了一定成果。

螺旋桨应用研究

主要针对高空长航时无人机动力装置的使用需求，结合现有试验数据，开展了高空高效空气螺

旋桨的应用研究。

航空活塞发动机系列化应用研究

结合航空活塞发动机多年使用的经验，积极拓展研究领域，努力钻研航空活塞发动机的性能特

点和使用、维护方法，力争建成国内一流的航空活塞发动机综合使用、维护、研发基地。

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动力研究室

二、实验室情况简介

动力研究室拥有“航空活塞发动机\/螺旋桨地面性能综合实验室”和“航空活塞发动机高空模拟

综合实验室”两个国内先进的试验基地，可完成发动机螺旋桨的地面性能试验、高空（12000米）

模拟试验、二级涡轮增压器高空模拟试验以及动力装置各部件和系统的功能、性能试验。上述两个

实验室均具备多种条件的试车能力，并可根据试验要求进行拓展以满足更高的要求。

动力研究室的实验室面积总计约4000平方米，实验设备总价值约4000万左右，部分主要的软

硬件条件如下：

序号 设备名称 产地 功能

1 发动机螺旋桨地面性能

2 航空活塞发动机螺旋桨试验台 自制 发动机地面性能和高空性能

3 二级涡轮增压试验

4 航空活塞发动机测功机试验台（2 套） 奥地利\/中国 燃油泵、滑油泵高空模拟试验

5 电控燃油喷射系统地面试验

6 二级涡轮增压试验台 自制 发动机高低温湿热性能测试

7 发动机控制、测试、显示集成

8 发动机燃滑油系统试验台 中国 发动机燃烧分析

9 发动机数据采集

10 电控燃油喷射系统试验台 自制 发动机保养维护

11 发动机保养维护

12 高低温湿热环境试验舱 中国 发动机保养维护

13 发动机保养维护

14 综合控制台 自制 精确测量发动机燃油流量

15 控制滑油、冷却系统温度恒定

16 AVL 燃烧分析仪 奥地利 用于该系列发动机大修

17 三维工业设计软件

18 IO Tech 多路数据采集设备 美国 热流体系统仿真分析

19 发动机建模仿真分析

20 燃油系统免拆清洗机 中国 发动机 CFD 流体力学分析软件

滑油系统免拆清洗机 中国

冷却系统免拆清洗机 中国

进气道免拆清洗设备 中国

精密燃油流量计 日本

滑油、冷却液恒温系统 中国

ROTAX 发动机大修设备 奥地利

CATIA V5R17 法国

Flow Master 英国

AVL Boost 奥地利

AVL Fire 奥地利

航空活塞发动机高空模拟综合实验室

一、实验室简介

“航空活塞发动机高空模拟综合实验室”用于航空活塞发动机及涡轮增压器的模拟高空试验，主

要包括航空活塞发动机测功机试验台、二级涡轮增压器试验台、发动机燃滑油系统试验台、高低温

湿热环境试验舱。还包括发动机和涡轮增压器供气模拟系统、排气冷却及真空系统、中冷器冷却系

统、燃气发生器系统、燃油系统、滑油系统、发动机冷却系统、冷冻水系统、冷却水系统、测控系

统等组成部分，是目前国内唯一的航空增压活塞发动机专用高空（12km）模拟实验室。

试验间

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动力研究室

燃滑油泵模拟高空试验装置

真空泵机组

真空泵机组

“航空活塞发动机高空模拟综合实验室”主要针对高空长航时大型无人机的多级涡轮增压动力

装置研究而建设，实验室设备齐全、技术先进。该实验室可以满足多项环境模拟试验要求，并可以

通过增加真空泵机组使模拟高度超过12km。

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动力研究室

航空活塞发动机\/螺旋桨地面性能综合实验室

一、实验室简介

“ 航 空 活 塞 发 动 机\/螺 旋 桨 地 面 性 能 综 合 实 验 室 ” 经 过 多 年 实 践 检 验 ， 完 全 具 备 可 靠 、 稳 定

的发动机试车试验条件，在经过累计上千小时的试车试验后，我们又对其进行了大幅度的现代

化改进，包括发动机控制系统、测试系统、燃油系统、滑油系统、冷却系统、控制间操纵台均

进行了不同程度的升级，改善了工作环境、增加了测试手段、提高了测试精度。用于发动机试

车试验、测试、控制及发动机维护、保养的硬件设备和用于设计、计算、仿真的多种软件齐

备、先进，能够很好地完成航空活塞发动机的地面性能试验、螺旋桨性能试验以及相应的校

验、维护工作。

航空活塞发动机螺旋桨试验台

航 空 活 塞 发 动 机\/螺 旋 桨 地 面 性 能 综 合 实 验 室 的 构 成 主 要 包 括 螺 旋 桨 试 验 台 、 测 功 机 试 验

台（在建）、滑油恒温系统、水冷恒温系统、燃油系统、电气系统、伺服操纵系统、测试系

统、综合控制台、循环水系统、监控系统、不间断电源系统等。

综合控制台

“航空活塞发动机\/螺旋桨地面性能综合实验室”主要用于200KW以下航空活塞发动机的性能

试验、螺旋桨试验，并在现有基础上逐步完善测量手段、拓宽测试范围，最终建成国内一流的航空

活塞发动机地面性能实验室。

二、实验室功能

“航空活塞发动机\/螺旋桨地面性能综合实验室”主要用于航空活塞发动机地面性能测试，吸功

方式包括螺旋桨和测功机，可以进行活塞发动机带最大直径2m螺旋桨的综合性能试验，试车并测试

200kW以下功率活塞发动机性能，包括螺旋桨推力、扭矩、发动机燃油消耗率、各种温度、压力等

数据。

该实验室能够完成以下内容的试验研究：

航空活塞发动机螺旋桨地面性能试验；

航空活塞发动机地面性能试验；

航空活塞发动机滑油系统试验；

航空活塞发动机冷却系统试验；

电控燃油喷射系统性能试验；

动力装置与机载设备联合试验；

机载动力装置部件试验；

机载动力装置校验试验。

该实验室还可以根据航空活塞发动机的应用需求进行一定程度的适应性改造，以完成多种动力

装置相关的零部件功能、性能试验。

北京航空航天大学无人驾驶飞行器设计研究所

北京市海淀区学院路37号

100191

联系人：秦博

电话：01082317393

传真：01082317544