第十一章 航空发动机数据系统
航空发动机结构系统资料课件
附件系统的组成
燃油附件
包括燃油泵、燃油控制阀等， 用于控制燃油的供应和流量。
滑油附件
包括滑油泵、滑油滤清器等， 用于提供滑油润滑和冷却发动 机部件。
启动与点火附件
包括启动电机、点火装置等， 用于启动发动机和点火。
空气附件
包括空气泵、冷气瓶等，用于 提供压缩空气和控制发动机进
气。
附件系统的安装位置与连接方式
航空发动机的分类
总结词
根据不同的分类标准，航空发动机可以分为多种类型。
详细描述
根据用途不同，航空发动机可以分为活塞式发动机和喷气式发动机两大类。其中，喷气式发动机又可以分为涡轮 喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和桨扇发动机等类型。此外，根据推进剂的不同，航空发动机 又可以分为火箭发动机和吸气式发动机等类型。
滑油压力调节器
调节滑油压力，确保滑油在正确的压 力下供给发动机。
空气系统附件
进气过滤器
过滤进入发动机的空气中的杂质，保证空气 清洁度。
涡轮增压器
利用发动机排气的能量对进气进行压缩，提 高发动机的进气压力和进气量。
压气机
将空气压缩后供给发动机，提高空气密度。
冷却空气系统
利用冷却空气降低发动机部件的温度，保证 发动机正常运转。
航空发动机的定义
总结词
航空发动机是用于驱动飞行器的动力装置，它能够将热能、化学能转化为机械能，为飞行器提供推力 。
详细描述
航空发动机是一种高度复杂、精密的热力机械，其工作原理是将空气吸入发动机后，经过压缩、燃烧 、膨胀等过程，产生高温、高压的燃气，再通过喷嘴将燃气以高速排出，产生推力，使飞行器前进。
PART 06
未来航空发动机结构附件 系统的发展趋势
航空发动机控制系统发展概述
航空发动机控制系统发展概述航空发动机控制系统发展概述摘要：发动机作为飞机的心脏为飞机提供前进的动力，而动力来自于发动机通过进气道、压气机、燃烧室、涡轮及尾喷管共同工作提供的推力。
但是这些部分的工作参数是无法通过自身进行调节的，需要采用智能调控系统进行控制，这就是航空发动机的控制系统。
本文主要就航空发动机控制系统发展进行探讨。
关键词：航空发动机；控制系统；发展1航空发动机控制系统组成和原理1.1航空发动机控制系统组成发动机是飞机的重要系统，除了发动机本体单元体之外，还包括控制系统、传动系统及润滑系统等。
其中控制系统是航空发动机的重要组成部分，现代航空发动机基本都采用全权限数字电子控制（FADEC）系统。
FADEC系统由感受航空发动机工作状态和环境信息的传感装置、对信息进行逻辑判断和控制运算的计算装置、把计算结果施加给航空发动机的控制装置，以及在它们之间传递信息的机械、电缆和管路等组成。
FADEC系统--般可分为控制计算机子系统、燃油与作动子系统、传感器子系统、电气子系统等。
图1为某型发动机FADEC系统的组成图。
控制计算机子系统分为电子控制器和嵌入式软件两部分。
数字电子控制器（EEC）是FADEC系统的核心部件，它处理来自各种传感器和开关装置的信号，经模/数转换为数字量，由其内部机载的控制软件对输入数字量进行诊断、处理，实现各种控制算法、控制逻辑的计算，产生输出数字量，再经过数/模转换成模拟信号，经放大处理，生成控制器输出驱动信号，经电缆传输给相应的液压机械装置。
燃油与作动子系统包括燃油子系统和伺服作动子系统。
燃油子系统包括增压泵、主燃油泵、燃油计量装置、燃油滤、燃油管路、喷嘴等。
伺服作动子系统包括伺服控制单元、伺服作动器及相应附件。
传感器子系统包括控制用传感器和状态监视用传感器等。
1.2航空发动机控制系统原理FADEC系统-般包括转速、压力、温度等多个控制回路，每个控制回路根据相应的输入闭环计算出控制输出，进而实现控制发动机状态的目的。
航空发动机状态控制系统课件
系统发展历程与趋势
发展历程
航空发动机状态控制系统经历了从机械液压式到全权限数字电子控制（FADEC ）的发展过程，技术不断升级换代。
趋势
未来发展方向包括更加智能化的控制算法、更加精确的传感器技术以及更加可 靠的网络通信技术等。
02 航空发动机状态检测技术
传感器技术
01
02
03
传感器类型
温度、压力、振动、位移 等传感器用于监测航空发 动机的工作状态。
自适应鲁棒控制
自适应鲁棒控制是一种结合了自适应控制和鲁棒控制的算法，它 能够根据系统的不确定性和扰动情况，自动调整控制器参数，以
保证系统的稳定性和性能。
04 航空发动机状态控制系统设计
系统架构设计
系统架构概述
01
介绍航空发动机状态控制系统的整体架构，包括各组成部分及
其功能。
分层架构设计
02
详细描述系统架构中的各层，包括感知层、控制层、执行层等
航空发动机状态控制系 统课件
目录
Contents
• 航空发动机状态控制系统概述 • 航空发动机状态检测技术 • 航空发动机状态控制算法 • 航空发动机状态控制系统设计 • 航空发动机状态控制系统实现与验
证 • 航空发动机状态控制系统案例分析
01 航空发动机状态控制系统概述
系统定义与功能
定义
航空发动机状态控制系统是用于监测 、控制和优化航空发动机性能的一套 综合系统。
功能
实时监测发动机状态参数，如温度、 压力、转速等；控制燃油流量、点火 时刻等关键参数；对发动机性能进行 优化，确保安全、高效运行。
系统重要性及应用领域
重要性
航空发动机状态控制系统是保障 飞行安全和提高飞行效率的关键 技术之一。
航空发动机试验数据管理系统设计
航空发动机试验数据管理系统设计一、引言二、系统需求分析1.数据采集：系统需要能够实时采集发动机试验数据，并将数据存储在数据库中。
2.数据存储：系统需要能够对采集到的数据进行分组存储，以便后续的数据分析和检索。
3.数据查询：系统需要提供多种查询功能，包括按照时间、试验类型、试验参数等条件进行查询。
4.数据分析：系统需要提供数据分析功能，包括数据曲线绘制、趋势分析、异常检测等功能。
5. 数据导出：系统需要支持将数据导出为Excel等常见格式，以方便用户进行进一步的分析。
三、系统设计1.数据采集系统通过与发动机试验设备进行接口通信，实时获取发动机试验数据。
采集到的数据以采样频率进行存储，每个数据点包含时间戳和相应的试验参数值。
2.数据存储系统使用关系型数据库来存储采集到的数据。
数据库中的表结构包括试验编号、试验时间、试验类型、试验参数等字段。
同时，系统还需要设计试验设备管理表和用户管理表，用于管理试验设备信息和用户权限。
3.数据查询系统提供了多种查询功能，用户可以根据试验时间、试验类型、试验参数等条件进行查询。
系统通过SQL查询语言来实现数据的高效检索。
4.数据分析系统提供数据分析功能，包括数据曲线绘制、趋势分析、异常检测等功能。
用户可以选择不同的试验参数进行分析，并将结果图表化展示。
系统通过调用数据分析算法实现这些功能。
5.数据导出系统支持将查询到的数据导出为Excel等常见格式。
用户可以选择导出的试验参数和时间范围，并将导出的数据用于进一步的分析。
四、系统实施和应用系统的实施需要开发人员进行程序编写，并确保系统的稳定性和可靠性。
系统可以部署在本地服务器或云服务器上，用户可以通过浏览器或客户端进行访问。
该系统可以广泛应用于航空发动机试验数据管理领域。
试验工程师可以通过系统对试验数据进行管理和分析，在发动机设计和性能优化中发挥重要作用。
同时，该系统还可以用于故障排除和质量控制等方面。
五、总结航空发动机试验数据管理系统的设计与实施对于提高发动机研发效率和质量具有重要意义。
航空发动机试验数据管理系统设计
航空发动机试验数据管理系统设计摘要：随着发动机型号的增加和研发的深入，测试的复杂性也随之增加。
越来越多的系统参与测试，信息化程度越来越高。
除了传统的台架试验和电气系统外，还包括发动机数字控制、试验过程管理、试验视频和音频、远程监控、专用试验设备控制等系统。
这些系统成为测试的主要数据源，导致测试数据量急剧增加。
数据来源的多样化导致实验数据类型的多样化。
除了传统的结构化数据，数据类型还会产生非结构化数据，如文档、图片、视频和音频。
随着数据的增加和数据类型的多样化，数据处理和分析的速度更高。
海量的试验数据蕴含着巨大的价值，对于发动机的性能分析和开发至关重要。
关键词：航空发动机；试验数据；数据管理；试验测控系统；为满足航空发动机试验的需求，实现内场、外场和室外平台试验数据的统一管理，根据航空发动机试验系统的实际情况和大数据的理念，采用现代测控技术、通信技术、数据管理和分析技术等先进手段，解决了多数据源的数据采集和集成、各类试验数据即结构化和非结构化数据的综合管理、试验数据的快速处理和分析等关键技术问题。
建立了基于以太网的航空发动机试验数据管理系统，实现了试验数据的集中管理、有效共享、合理使用和安全存储。
数据管理系统保证了多种型号的航空发动机完成试验。
结果表明，该系统中45%的测试数据为结构化数据，55%为非结构化数据。
它也提供给许多系统，如发动机故障诊断系统、健康管理系统和测试信息管理系统。
具有适用性强、安全性高、易于管理的特点，能够满足测试数据管理的技术要求。
一、系统分析航空发动机试验数据采集分析系统考虑了系统实施的要求以及国内外相似系统的现状，将数据采集、数据管理和数据应用分成了三级结构。
数据采集系统通过数采设备以一定的速率将发动机的参数和设备状态收集起来，存储在本地磁盘，再通过数据导入程序将试验数据提交给远端数据库服务器进行存储和管理。
使用者如需对试验数据进行分析应用，即可通过合法的身份验证后连接到远端数据库，再对发动机的历程数据进行回放等相关操作。
航空发动机全权限数字电子控制系统概述
航空发动机全权限数字电子控制系统概述航空发动机全权限数字电子控制系统是现代飞机上不可或缺的重要组成部分之一，它可以监测并控制发动机的转速、温度、压力以及发动机其他重要参数，进而确保飞机的安全、可靠飞行。
本文将从系统结构、控制算法、优点等方面来概述一下航空发动机全权限数字电子控制系统。
首先，航空发动机全权限数字电子控制系统的结构是非常复杂的，它包括一个由多个控制单元组成的控制器和与发动机相连的多个传感器、执行器等。
这些传感器可以监测发动机的运行状态，包括发动机的功率、温度、压力等，然后将这些信息传输到控制器中进行处理。
控制器则根据这些信息对发动机进行控制，调节发动机内部的各种参数。
比如，在发动机需要降温时，控制器会通过执行器将冷却剂喷入发动机内部，从而降低发动机的温度。
此外，控制器还可以根据不同的操作模式调节发动机输出的功率、节省燃料等。
其次，航空发动机全权限数字电子控制系统采用的是一套基于先进算法的控制技术。
主要有三种算法：PID控制算法、模糊控制和神经网络控制。
PID控制算法是最基础的算法之一，它采用比例、积分、微分这三个因素来调节发动机输出的功率，是一种比较稳定的算法。
模糊控制是一种强化的控制算法，它可以适应发动机不同输出状态，发挥最大功效。
神经网络控制则是一种类似于大脑的控制算法，通过不断学习和改进，对发动机输出做出最优的调整。
最后，航空发动机全权限数字电子控制系统的优点非常显著。
首先，它可以实时地监测发动机的状态，及时地进行调整。
其次，它的数据精确性很高，能够减少因误差造成的漏检或误判。
再次，它的智能化和自主化程度较高，不仅可以自动调节发动机，还可以自主诊断问题。
总之，航空发动机全权限数字电子控制系统的重要性不言而喻，它是飞机运作的关键之一。
随着技术的不断提升，这个系统也在不断发展，以达到更高效、更精确、更安全的目标。
航空发动机数据
数据加密与解密技术
数据加密
采用加密算法对航空发动机数据 进行加密处理，确保数据在传输 和存储过程中的机密性和完整性。
数据解密
采用相应的解密算法对加密的航 空发动机数据进行解密，以供分 析和使用。
密钥管理
建立完善的密钥管理体系，对加 密和解密所使用的密钥进行严格 的管理和控制，确保密钥的安全 性和可靠性。
云计算与航空发动机数据的结合
云计算技术将为航空发动机数据的存 储、分析和共享提供强大支持。通过 云存储和虚拟化等技术，实现数据的 高效存储和快速访问。
云计算技术将促进航空发动机数据的 共享和协同工作。通过云平台，不同 领域的专家可以共同分析和处理发动 机数据，实现跨领域的合作和创新。
THANKS FOR WATCHING
数据采集系统的组成
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数据采集器
负责接收和记录发动机的 各种参数，如温度、压力、 转速等。
传感器
用于测量发动机的各种参 数，并将测量结果转换为 电信号或数字信号。
数据传输设备
用于将采集到的数据传输 到地面站或其他数据处理 设备。
数据采集的方法与技术
模拟信号采集
通过传感器将发动机参数转换为模拟 信号，再通过数据采集器进行数字化 处理。
人工智能在航空发动机数据处理中的应用
人工智能技术，如深度学习、神经网络等，将在航空发动机 数据处理中发挥重要作用。通过训练神经网络模型，实现对 发动机性能的预测和故障诊断，提高诊断准确性和效率。
人工智能技术将促进航空发动机数据的智能化处理，实现自 适应学习和优化。通过实时监测发动机性能数据，自动调整 运行参数，提高发动机效率和可靠性。
航空发动机优化设计
要点一
第十一章 航空发动机数据系统
第二节 典型的机载测试与显示系统
一、概述
FADEC系统将传感器采集、数字信号传给EEC（ECU），经 计算判断，发出指令控制发动机。 显示系统：EICAS或ECAM
二、boeing747-400飞机的机载显示系统
发动机指示及机组警告系统（EICAS） 1、驾驶舱EICAS系统：主发、辅发、警告、警戒、忠告、 状态和记忆等。 2、系统数据汇总：感受、传送和显示发动机工作参数/信息。 3、性能指示系统：发动机压比（EPR）、N1、N2、Tt4.95和 燃油流量等。 1）发动机压比（EPR）系统；
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Байду номын сангаас
二、状态监视与故障诊断系统
1、系统组成：机载设备、地面设备 记载设备：压力、温度、转速、振动； 飞机综合数据系统（AIDS）； 发动机指示和机组警告系统（WICAS）; 机载振动监视系统（AVMS）。 地面设备：传输、译码、数据处理、地面维修中心及状态 监视和故障诊断软件等。 2、系统功能和效益 功能：监视使用，评定工况，监视发动机状态变化趋势， 趋势分析和预报，探测和隔离发动机故障并验证排故情况， 评定发动机性能衰退，确定发动机限寿件的寿命消耗和剩 余寿命，改进发动机的调整和修正过程，提出维修建议和 决策，支持管理和后勤服务等。
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第三节 航空发动机主要测试参数和传感器
基本要求：
测试精度满足发动机控制； 能够承受发动机上严峻工作环境条件（-60~12000C）； 耐腐蚀、油雾或在油中浸泡； 抗冲击和振动； 对发动机流场、结构、强度影响小； 结构简单、重量轻、工作可靠、安装牢固，装拆、检查、 更换方便。 温度测量：热电偶—400~12000C 电阻温度计—-60~4000C 压力测量：晶体振荡式传感器—可靠性高、稳定性好 转速传感器：齿轮式
航空发动机数据库逻辑结构的研究
航空发动机数据库逻辑结构的研究
本研究旨在研究航空发动机数据库逻辑结构，并探究其中的难点及发展方向。
航空发动机数据库系统一般由航空发动机数据库逻辑结构、飞机振动监控数据库、检测监测数据库和发动机状态监控数据库等组成。
航空发动机数据库逻辑结构是指以发动机相关的性能特征、发动机参数表及维修数据库的统一管理组织形式架构的数据库系统结构体系。
它涉及到发动机参数数据规范化、数据管理模型规范化及发动机性能数据收集、管理统一性等方面。
目前，在发动机数据库逻辑结构方面存在若干未解决的难点，如数据库量化等，需要加以深入跟踪研究。
未来发动机数据库逻辑结构发展方向可以围绕数据处理及预处理、深度学习及面向业务的数据驱动模型建模以及流程推导的基于对象的数据挖掘进行探讨。
航空发动机控制系统
发动机控制系统分类
（1）液压机械式
液压机械式及气动机械式燃油控制器仍然是目前为止民用航空发动机上使用最多的控制器。它有良好的使用 经验和较高的可靠性。除控制供往燃烧室的燃油外，还可操纵控制发动机可变几何形状，例如可调静子叶片、放 气活门、放气带等，保证发动机工作稳定和提高发动初性能。
（2）监控型电子式
（1）燃油流量控制
根据发动机的不同状态(包括起动、加速、稳态、减速、反推等)，将清洁的，无蒸气的、经过增压的、计量 好的燃油供给燃烧室。在控制中要求：不能喘振;不能超温;不能超转;不能富油熄火;不能贫油熄火。这就是所谓 的推力控制、过渡控制和安全限制。
（2）空气质量流量控制
对流经发动机的空气质量流量进行控制，以保证压气机工作的稳定性。它包括可调静子叶片(VSV)和放气活 门(VBV)等。
当飞行高度增加时，进入发动机的空气质量流量减少，控制器和膜盒同时感受到这一干扰量的变化，于是膜 盒膨胀，通过杠杆使档板活门的开度增大，随动活塞上腔的放油量增大，使随动活塞上移，并带动柱塞泵的斜盘 角变小，供油量减少与空气质量流量的减少相适应，从而保持转速不变。
复合控制
复合控制系统是开环和闭环控制的组合控制系统。这种控制系统兼有开环和闭环控制系统的优点，即控制及 时(响应快)又准确(精度高)，工作稳定，但控制器的结构较复杂。
发动机的控制系统由控制系统和被控对象组成，控制系统的主要元件有敏感元件、放大元件、执行元件、供 油元件等。
闭环控制系统
闭环控制系统的被控对象的输出量就是控制器的输入量；而控制器的输出量是被控对象的输入量，在结构方 块图上，信号传递的途径形成一个封闭的回路。
敏感元件是离心飞重，其功用是感受发动机的实际转速;指令机构是油门杆，它通过传动臂，齿轮，齿套等来 改变调准弹簧力，确定转速的给定值;推力杆经钢索、连杆联到燃油控制器上的功率杆。
航空发动机控制系统课件
通过检测发动机进气、排气和 燃油系统的压力和流量，判断
是否存在故障。
维护与保养
定期更换润滑油和滤清器
保持发动机内部清洁，防止磨损和堵塞。
定期检查涡轮和压气机
确保发动机的空气流动畅通无阻。
检查电气线路和传感器
确保发动机控制系统的正常工作和信号传输 。
调整燃油和点火系统
保证发动机的正常燃烧和功率输出。
涡轮增压器
涡轮增压器是航空发动机控制系统中 用于提高发动机进气压力的执行器。
涡轮增压器的工作温度和压力很高， 因此需要采用耐高温、耐磨损的材料 制造，同时需要定期进行维护和更换 易损件。
涡轮增压器通过将废气排出发动机后 驱动涡轮，涡轮再带动压气机将空气 压缩并送入发动机，从而提高发动机 的进气压力和密度。
喷油嘴
喷油嘴是航空发动机控制系统 中控制燃油喷射的关键执行器
。
喷油嘴通过精确控制燃油的喷 射量和喷射时间，实现发动机 的燃油供给和燃烧过程的控制
。
喷油嘴通常由针阀和喷嘴组成 ，针阀用于控制燃油的流动， 喷嘴则将燃油雾化成微小颗粒 ，以便更好地与空气混合燃烧 。
喷油嘴的性能直接影响发动机 的燃烧效率和性能，因此需要 定期检查和维护，以确保其正 常工作和良好的性能。
具有输出力矩大、响应速度快的特点，适用于 大负载的场合。
气动执行器
利用压缩气体驱动，具有结构简单、可靠性高的优点。
控制算法的优化与改进
自适应控制算法
根据系统参数变化，自动调整控制参数，提 高控制精度。
鲁棒控制算法
针对不确定性因素，设计鲁棒控制器，提高 系统稳定性。
滑模控制算法
通过滑模面的设计，实现快速响应和抗干扰 能力。
航空发动机总资料
航空发动机总资料第⼀章概论航空发动机可以分为活塞式发动机（⼩型发动机、直升飞机）和空⽓喷⽓发动机两⼤类型。
P3空⽓喷⽓发动机中⼜可分为带压⽓机的燃⽓涡轮发动机和不带压⽓机的冲压喷⽓发动机(构造简单，推⼒⼤，适合⾼速飞⾏。
不能在静⽌状态及低速性能不好，适⽤于靶弹和巡航导弹)。
涡轮发动机包括：涡轮喷⽓发动机WP，涡轮螺旋桨发动机WJ,涡轮风扇发动机WS,涡轮轴发动机WZ，涡轮桨扇发动机JS。
在航空器上应⽤还有⽕箭发动机（燃料消耗率⼤，早期超声速实验飞机上⽤过，也曾在某些飞机上⽤作短时间的加速器）、脉冲喷⽓发动机（⽤于低速靶机和航模飞机）和航空电动机（适⽤于⾼空长航时的轻型飞机）。
P4燃⽓涡轮发动机是由进⽓装置、压⽓机、燃烧室、涡轮和尾喷管等主要部件组成。
由压⽓机、燃烧室和驱动压⽓机的涡轮这三个部件组成的燃⽓发⽣器，它不断输出具有⼀定可⽤能量的燃⽓。
涡桨发动机的螺桨、涡扇发动机的风扇和涡轴发动机的旋翼，它们的驱动⼒都来⾃燃⽓发⽣器。
按燃⽓发⽣器出⼝燃⽓可⽤能量的利⽤⽅式不同，对燃⽓涡轮发动机进⾏分类：将燃⽓发⽣器获得的机械能全部⾃⼰⽤就是涡轮喷⽓发动机；将燃⽓发⽣器获得的机械能85%~90%⽤来带动螺旋桨，就是涡桨发动机；将获得的机械能的90%以上转换为轴功率输出，就是涡轮轴发动机；将⼩于50%的机械能输出带动风扇，就是⼩涵道⽐涡扇发动机（涵道⽐1:1)；将⼤于80%的机械能输出带动风扇，就是⼤涵道⽐涡轮风扇发动机（涵道⽐⼤于4:1）。
P5航空燃⽓涡轮发动机的主要性能参数：1.推⼒，我国⽤国际单位制N或dan,1daN=10N，美国和欧洲采⽤英制磅(Pd)，1Pd=0.4536Kg,俄罗斯/苏联采⽤⼯程制⽤Kg,1Kg=9.8N；2.推重⽐（功重⽐），推重⽐是推⼒重量⽐的简称，即发动机在海平⾯静⽌条件下最⼤推⼒与发动机重⼒之⽐，是⽆量纲单位。
对活塞式发动机、涡桨发动机和涡轴发动机则⽤功重⽐（功率重量⽐的简称）表⽰，即发动机在海平⾯静⽌状态下的功率与发动机重⼒之⽐，KW/daN；3.耗油率，对于产⽣推⼒、的喷⽓发动机，表⽰1daN推⼒每⼩时所消耗的燃油量单位Kg/(daN·h),对于活塞式发动机、涡桨发动机和涡轴发动机来说，它表⽰1KW功率每⼩时所消耗的燃油量单位Kg/(kw·h)；4.增压⽐，压⽓机出⼝总压与进⼝总压之⽐，飞速较⾼增压⽐较低，低耗油率增压⽐较⾼；5.涡轮前燃⽓温度，是第⼀级涡轮导向器进⼝截⾯处燃⽓的总温，也有发动机⽤涡轮转⼦进⼝截⾯处总温表⽰，发动机技术⽔平⾼低的重要标志之⼀；6.涵道⽐，是涡扇发动机外涵道和内涵道的空⽓质量流量之⽐，⼜称流量⽐。
航空发动机全权限数字电子控制系统概述
航空发动机全权限数字电子控制系统概述
航空发动机是航空器的核心部件，主要用于驱动飞行。
随着现代航空技术的发展和航空市场的需求，航空发动机的性能和可靠性要求越来越高，而全权限数字电子控制系统则是航空发动机性能和可靠性的关键技术之一。
全权限数字电子控制系统是指采用数字电子技术，对航空发动机的所有功能进行全面监控和控制的一种系统。
该系统可以实现对航空发动机的水、气、燃油等多个参数进行测量、分析和控制，从而确保发动机的最佳运行状态。
该系统还可以根据不同的飞行环境和任务要求，自动调整发动机的工作参数，确保发动机在不同的负荷和高度下都能够稳定可靠地运行。
全权限数字电子控制系统的核心部件是发动机控制器（FADEC）。
该控制器采用多种传感器对发动机进行实时监测，并通过程序算法对发动机进行精细调节和控制。
此外，系统还具有故障自诊断和自适应调节的功能，确保发动机在出现异常情况时能够自动停机或采取相应的处理措施。
全权限数字电子控制系统的优点显而易见，首先是更高的安全性和可靠性。
该系统可以实现全面监测和控制发动机的各个参数，从而确保发动机在不同的负荷和高度下都能够稳定可靠地运行。
其次是更高的适应性和控制精度。
该系统可以根据不同的飞行环境和任务要求，自动调整发动机的工作参数，从而确保发动机的最佳性能和燃油效率。
总之，全权限数字电子控制系统是现代航空技术的重要组成部
分，可以极大提高航空发动机的性能和可靠性，确保航空器的安全和运行效率。
航空发动机控制系统课件
案例三：某型飞机发动机控制系统的设计优化
设计优化目标
设计优化方案
优化效果评估
总结
提高某型飞机发动机控制系统 的性能和可靠性，降低故障率 。
对发动机控制系统的电路和控 制算法进行优化，采用更加先 进的传感器和执行器，提高系 统的自动化程度和智能化水平 。
经过优化后，发动机控制系统 的性能和可靠性得到了显著提 高，故障率大幅降低。同时， 系统的自动化和智能化水平也 得到了提升，提高了飞机的整 体性能。
REPORTING
日常维护与保养
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每日检查
检查控制系统的外观是否 正常，各部件连接是否紧 固，线路是否完好等。
清洁与除尘
定期清洁航空发动机控制 系统的表面，去除灰尘和 污垢，保持清洁的工作环 境。
功能测试
对控制系统的各个功能进 行测试，确保其正常工作 。
定期维护与保养
定期更换磨损部件
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供应量减少。
气动控制系统的工作原理
气动控制系统是利用空气作为工作介质来控制发动机的各种参数，如进气压力、进 气温度和进气流量等。
气动控制系统通常由空气压缩机、气瓶、调节阀和传感器等组成。
当发动机需要增加进气压力时，调节阀会打开，使更多的空气进入发动机；反之， 当发动机需要减小进气压力时，调节阀会关闭，使空气供应量减少。
陶瓷复合材料
陶瓷复合材料具有耐高温、耐磨损等特性，可用于制造高温部件， 提高发动机的工作温度和效率。
金属基复合材料
金属基复合材料具有高刚性和轻量化特点，可用于制造发动机的旋 转部件，提高发动机的稳定性和可靠性。
新技术的应用
人工智能技术
人工智能技术可用于航空发动机 控制系统的故障诊断和预测，提 高发动机的可靠性和安全性。
航空发动机维修大数据分析体系建设
航空发动机维修大数据分析体系建设2014年12月7日1.研究的目的和意义航空发动机结构复杂零部件很多，故障模式也很复杂。
从总体上看故障分为：性能型故障，结构强度型故障和附件系统故障。
性能故障一般表现为：发动机推力下降，耗油率过高，排气过热，空中灭火等，性能型故障排除比较容易。
发动机结构强度型故障模式一般表现为：强度不足破裂损伤，高周疲劳损伤，低周疲劳损伤，热疲劳损伤，材料腐蚀等。
附件系统故障表现为，排油活门卡滞，防气机构调整不当等。
随着社会发展，仅保证航空发动机维修的安全性已经不能适应社会发展和市场竞争的要求，在保证维修安全可靠的前提下迫切需要对航空维修做出快速反应、降低成本。
以国内航空公司为例，其维修成本约占总成本的20%以上，而其利润只占总成本的5%~10%。
而且中国各航空公司维修企业一般采用定期维修的方式，发动机未出现故障也进行了检测，降低了发动机的使用效率，造成资源浪费；而在国外应用的维修系统在绝对保密的情况下，我国对发动机的维修缺乏充分的可靠性数据。
针对这类问题，德国产业和学术界率先提出了工业4.0的概念。
工业4.0本质是基于“信息物理系统”实现“智能工厂”，信息物理系统是指通过传感网紧密连接现实世界，将网络空间的高级计算能力有效运用于现实世界中，从而在生产制造过程中，与设计、开发、生产有关的所有数据将通过传感器采集并进行分析，形成可自律操作的智能生产系统。
在“工业4.0”工厂，机器都连接成一个协作区。
适当的传感器装置可以提取各种信号，如振动、压力等，同时也可以收集历史数据用于进一步的数据挖掘。
通信协议，如MTConnect和OPC，可以帮助用户记录控制信号。
当所有的数据汇总后，这种合并后的数据被称作“大数据”。
面对大数据，科研人员只需从数据中直接查找、分析或挖掘所需要的信息、知识和智慧，甚至无需直接接触需研究的对象。
将航空发动机各零部件的专家数据库通过互联网相互连接，建立航空发动机维修大数据系统，包括航空发动机维修信息的监控、统计、整理和反馈。
航空发动机试验台数据采集与处理系统
航空发动机试验台数据采集与处理系统N87 I 2系列，1数据转换用1 6位带光电隔离的AD采集板和一块/ 3通道带光电隔离的开关量采集板；系统配置了网络交换机，2该便于系统内部局域网及院内局域网的数据交换；配置一台 A 3激光打印机，满足发动机试验测试技术报告的输出打印和绘图。
地位，型航空动力装置的研制成功，新现役发动机的改进、改型都离不开地面试验技术。
几十年来的飞机发动机科研试飞和设计定型鉴定试飞的实践证明，在试飞前后及试飞过程中，经常需要在地面试车台上进行发动机性能试验和参数测量、飞行推力系数测量试验、测量装置考核、准试验、校加改装密封性能检查试验，以及更换零、部件后的性能调整试验和各种排除故障试验等多种试验。
除了试验台架和试验方法以外，动机试验更重要发的是必须有先进的测试设备和测试方法。
该系统共配置有10路模拟信号测量通道，属于稳态信号6 (括2包4路热电阻、6路热电偶、4路压力、4路4 2 m 1 2 2 -0 A信号、6路0 5 1― V信号、6路压力扫描阀测量发动机压力参数) 5;还有8路频率信号测量通道、8路动态信号测量通道(主要是振动信号) 6路开关量信号测量通道。
和 4 22系统总体框图及其说明 .该系统的总体框图如图1所示。
在早期的发动机试车系统中，普遍采用模拟仪表显示，试车人员根据模拟仪表显示数据通过眼看和笔记的方式完成数据采集工作。
由于指针式模拟仪表的精度普遍偏低，加之记录人员的视觉误差和记录误差，常造成所得数据不准确。
由于个人观察经仪表的角度不同，读数据都有差异，往造成一定误差，响所往影了发动机试车性能结果分析。
同时模拟仪表与测试管路直接连接，容易出现漏油、气等情况，漏影响测量的准确性并污染试车人员的工作环境。
当今的测试系统利用先进的计算机技术来测量有关参数，控制有关试验过程，实现发动机试验的参数测量一数据处理一试验过程控制一试验管理的全自动化，完成试验任务，获得最终试验结果。
发动机管理数据分析系统
发动机管理数据分析系统
来自：烟台英网-烟台网站开发
本产品将主要对某型发动机维修监测数据管理分析系统的需求分析进行相应的系统设计，为该系统的详细设计提供需求服务，是数据库设计人员、前台软件研发人员，以及项目负责人在系统研发过程中、系统测试过程中的主要参考依据。
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X系列飞机是我海军新型主战飞机，其发动机配备的各种监测设备也比较完善。
为了加强发动机状态监控诊断能力，为未来实现预测维修提供可信、准确的技术数据，强化航空装备维修保障信息化基础数据库的建设，在海装航技部的支
持下，开发某型发动机维修监测数据管理分析系统。
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号轴承滑油温度。
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三、压力测量机传感器
功用：健康检测 测量：进气压力、排气压力、燃油压力、滑油压力等 静态压力测量： 动态压力测量： 静压测量： 总压测量： 传感器：应变式、电容式、压阻式、压电式、谐振式、差
燃油流量等。 1）发动机压比（EPR）系统；
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2）低压转子（N1）系统 3）低压转子（N2）系统 4）发动机排气温度（Tt4.95）系统 5）燃油流量系统
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4、机械状态指示系统 1）滑油量指示系统 2）滑油压力指示系统 3）滑油低压警告系统 4）滑油温度指示系统 5）振动监视系统
显示系统：EICAS或ECAM
二、boeing747-400飞机的机载显示系统
发动机指示及机组警告系统（EICAS） 1、驾驶舱EICAS系统：主发、辅发、警告、警戒、忠告、
状态和记忆等。 2、系统数据汇总：感受、传送和显示发动机工作参数/信息。 3、性能指示系统：发动机压比（EPR）、N1、N2、Tt4.95和
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 第三节 航空发动机主要测试参数和传感器
基本要求：
测试精度满足发动机控制；
能够承受发动机上严峻工作环境条件（-60~12000C）；
耐腐蚀、油雾或在油中浸泡；
抗冲击和振动；
对发动机流场、结构、强度影响小；
结构简单、重量轻、工作可靠、安装牢固，装拆、检查、 更换方便。
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二、温度及传感器
1）排气温度、发动机进气温度、大气温度、座舱温度、防 冰温度
2）滑油温度、燃油温度 3）形式：热电阻式、热电式 1、热电阻式传感器：测量较低温度—进气、燃油、液压油
及防冰等温度测量。
2、电热（热电偶）式温度传感器：测量较高温度 A320排气温度：9个热电偶 PW4000温度传感器：（6处）Tt2，Tt3，Tt4.95，燃油温度，
动式。 晶体振荡式压力传感器：可靠性高、稳定性好，适合于发
电机控制和监测。 谐振式压力传感器形式：弦振式、振膜式、振筒式等。 PW4000压力传感器（4处）：pamb、pt2、pt4.95、pb(燃烧室)
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四、流量及传感器
质量流量 体积流量 涡轮流量传感器：前后直管段长度应大于15倍和5倍 磁电式转换器：磁阻式、感应式、霍尔元件、光电元件变
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第四节 航空发动机整机平衡
转子动平衡：工艺平衡、装配平衡、整（本）机平衡
一步平衡、多步平衡
刚性、拟刚性转子平衡，柔性转子平衡
单元体设计与转子动平衡的要求
整机平衡方法：
1）三圆平衡法：测试原始不平衡，三次试验（车）配 重，获得所需平衡配重和相位，精度较低；
2）三矢平衡法：测试原始不平衡，经一次试验（车） 配重，可获得不平衡矢量，精度较高。
换器等； 涡轮流量传感器特点：精度高、线性特性、测量范围宽、
反应灵敏、压力损失小等。
五、振动及传感器
(P390,表11.2)位置：风扇轴承、压气机、中介机匣、涡轮 传感器：速度式、加速度式 1、速度式测振原理 2、加速度式振动传感器原理
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六、位移测量 差动变压器式位移传感器 形式：1）II型；2）螺旋管型；3）“山”字型 特点：结构简单、灵敏度高、线性度好、测量范围宽。
温度测量：热电偶—400~12000C
电阻温度计—-60~4000C
压力测量：晶体振荡式传感器—可靠性高、稳定性好
转速传感器：齿轮式
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位移和转角测量：可变差动变压器（LVDT和RVDT）
一、转速及传感器
直接式：r/min(活塞式发动机) 相对转速：x%nmax 磁电感应式传感器（PW400、RB211、V2500、A320） EEC发电机（N2转速信号源）
3）PW4000低压压气机转子本机平衡
相位键（传感器）：音轮宽槽。
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第五节 航空发动机状态监视与故障诊断
一、状态监视与故障诊断的作用
早起定时维修，视情维护 民航适航条例规定：监视参数15个以上 B747，A320监视参数已超过15个 1970年，美普惠公司，ECM I状态监视与故障诊断系统 1977年，美普惠公司，TEM I状态监视与故障诊断系统 1981年，美普惠公司，TEM II状态监视与故障诊断系统 1982年，美普惠公司，ECM II状态监视与故障诊断系统 1983年，美普惠公司，TEM III状态监视与故障诊断系统 1985年，美GE公司，ADEPT状态监视与故障诊断系统 1994年，美GE公司，ADEPT状态监视与故障诊断系统从
现代—电子显示（电子综合显示系统）。 特点：信息量大，综合化程度高，形象、直观；显示与检测、控制交联。 全权限数字电子控制系统（FADEC）:与EEC9（或ECU）结合控制发动 机。
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第二节 典型的机载测试与显示系统
一、概述
FADEC系统将传感器采集、数字信号传给EEC（ECU），经 计算判断，发出指令控制发动机。
第一章 航空发动机数据系统
第一节 概述
一、作用：
1）实时测量和显示发动机工作状态的参数。 2）对发动机及其工作系统进行检查、检测、状态监控和故障诊断。 3）推力管理、燃油控制、压气机防喘、热端部件冷却、间隙控制、状态 监控、安全警告等。
二、组成：
测试：转速、扭矩、振动、冲击、流体（液体或气体）介质的温度、压 力、流量、密度、油量等。 显示：早期—显示仪表
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三、Airbus320飞机机载测试与显示系统 1、飞机中央监控系统—ECAM系统 功能：发动机与警告显示（E/WD）
飞机系统显示（SD） 2、ECAM四种工作模式 1）人工模式（超控所有其它模式）； 2）故障模式：主警告/告戒时自动显示； 3）咨询模式：有参数漂移时自动显示； 4）飞行阶段模式：对应于飞机的飞行状态自动显示。