航空发动机燃油与控制系统的研究与展望_张绍基

合集下载

航空发动机燃油与控制系统的研究与展望

航空发动机燃油与控制系统的研究与展望

二、航空发动机控制系统的工作 原理
二、航空发动机控制系统的工作原理
航空发动机控制系统的工作原理主要基于一系列的控制规律和控制策略。这 些控制规律和控制策略的作用是确保发动机在各种工况下都能保持最佳的运行状 态。例如,控制器可以通过调节油门大小来控制发动机的转速,同时根据传感器 反馈的信息调整喷油量,以保持发动机的动力输出和燃油消耗之间的平衡。
二、航空发动机燃油与控制系统 的重要性和应用背景
二、航空发动机燃油与控制系统的重要性和应用背景
随着全球航空运输业的快速发展,飞机和航空发动机的性能和质量要求不断 提高。作为飞机和航空发动机的关键组成部分,航空发动机燃油与控制系统的重 要性日益凸显。在实际应用中,燃油与控制系统的性能和质量直接影响到飞机的 安全、可靠和高效运行。因此,对航空发动机燃油与控制系统进行深入研究,提 高其性能和质量,对于推动航空事业的发展具有重要意义。
三、当前研究现状和存在的问题
其次,随着航空发动机性能的不断提高,对于燃油与控制系统的动态特性和 鲁棒性要求更加严格。因此,如何提高燃油与控制系统的动态性能和鲁棒性,以 适应各种复杂多变的飞行条件和发动机状态,是当前研究的难点之一。
三、当前研究现状和存在的问题
最后,在燃油与控制系统的节能减排方面,尽管已经采取了一些措施,如采 用先进的燃油喷射技术、优化控制系统等,但仍存在较大的提升空间。如何进一 步降低油耗、减少排放,提高飞行效率,是当前研究的热点之一。
五、结论
五、结论
本次演示对航空发动机燃油与控制系统的重要性和应用背景进行了简要介绍, 分析了当前研究现状和存在的问题,并对未来研究趋势和方向进行了预测和分析。 随着科学技术的不断进步和航空运输业的持续发展,航空发动机燃油与控制系统 研究将面临新的机遇和挑战。

航空发动机中的燃烧控制技术研究

航空发动机中的燃烧控制技术研究

航空发动机中的燃烧控制技术研究航空发动机是飞机的核心部件之一,主要是提供推力来推动飞机前进。

燃烧控制技术是发动机性能优化的关键。

本文将从燃烧控制技术的基本原理、发展现状以及未来发展方向等方面进行探讨。

一、燃烧控制技术的基本原理1. 燃烧控制技术的重要性航空发动机中的燃烧控制技术主要是为了控制燃料的混合和燃烧过程,从而保证燃料的完全燃烧和最大化利用。

这对于提高燃油效率、降低碳排放和减少废气排放都具有非常重要的意义。

2. 燃烧控制技术的基本原理燃烧过程主要是由两个阶段组成,一个是混合阶段,另一个是点火和燃烧阶段。

在混合阶段,燃料和氧气在燃烧室内混合,形成可燃气体。

在点火和燃烧阶段,点燃这些可燃气体,使其燃烧并释放热能。

燃烧控制技术主要是通过控制混合和燃烧过程来控制燃料的利用和环境排放。

二、燃烧控制技术的发展现状1. 发展历程随着科学技术的发展和工业生产的不断推进,航空发动机的燃烧控制技术也日益发展和完善。

其发展历程主要经历了三个阶段:传统的机械式燃油喷射系统、电控喷射系统和高压共轨直喷系统。

传统机械式燃油喷射系统是航空发动机最早采用的燃油喷射系统,在燃料的混合和喷射方面表现并不理想,随后逐渐被电控喷射系统所取代。

目前随着技术的不断发展和进步,高压共轨直喷系统已逐渐成为主流燃油喷射系统,其能够更加准确地控制燃料的混合和喷射,以及降低燃油消耗和环境污染。

2. 制约因素由于航空发动机的特殊性质和应用环境的特殊性,其燃烧控制技术的研究和应用一直存在着很多制约因素,主要表现在燃烧不完全、热负荷高、噪声大、震荡强烈等方面。

为此,需要针对这些问题,对燃烧控制技术进行不断的创新和完善。

三、燃烧控制技术的未来发展方向1. 燃烧控制技术的数字化和智能化燃烧控制技术未来的发展方向是数字化和智能化。

数字化技术可以实现燃烧过程的实时监测和控制,从而优化燃烧流场,提高燃油效率和降低环境污染。

智能化技术可以通过人工智能和机器学习等技术来实现更加精准和自动化的燃烧控制。

飞行器燃油系统中的节能控制与优化

飞行器燃油系统中的节能控制与优化

飞行器燃油系统中的节能控制与优化随着航空业的快速发展,飞行器的燃油效率成为关注的焦点之一。

为了在飞行过程中实现更低的燃油消耗和更高的效率,飞行器燃油系统的节能控制与优化显得尤为重要。

本文将深入探讨如何通过优化燃油控制管理、降低飞行阻力以及提高燃油燃烧效率来实现飞行器燃油系统的节能控制与优化。

首先,燃油控制管理是飞行器燃油系统中节能的关键。

燃油控制管理涉及多个方面,包括燃油泵的控制、燃油供给的优化以及可燃液体的混合控制等。

通过精确控制燃油泵的运行,使得燃油供给趋于稳定,避免了能量的浪费。

同时,优化燃油供给系统的设计,确保燃油的输入与需求相匹配,避免燃油的浪费。

此外,合理控制可燃液体的混合比例,确保燃烧过程的高效率,减少燃油的消耗,从而实现飞行器燃油系统的节能化控制。

其次,降低飞行阻力是飞行器燃油系统中节能控制的一个重要方向。

飞行器在空气中飞行时会遇到空气阻力,而飞行阻力是燃油消耗的重要因素。

因此,降低飞行阻力可以显著提高燃油效率。

一种常用的方法是通过改善飞行器的气动设计,减少阻力产生的因素。

例如,通过优化机翼和机身的形状,减小阻力的发生面积,从而减少阻力的产生。

此外,采用轻量化设计,减少飞行器的质量,也可以降低阻力对飞行器的影响。

通过这些措施,可以有效地降低飞行阻力,实现飞行器燃油系统的节能控制。

最后,提高燃油燃烧效率也是飞行器燃油系统中节能控制的一个重要策略。

在现代飞行器中,内燃机是最常见的动力来源,因此提高燃油燃烧效率可以显著降低燃油消耗。

燃油燃烧效率受多个因素影响,包括燃烧室和喷油器的设计、燃油预热等。

通过优化燃烧室和喷油器的设计,实现燃油燃烧过程的充分混合和高效燃烧,可以提高燃油燃烧效率。

此外,对燃油进行预热,可以提高燃烧效率,减少燃油的浪费。

通过这些措施,可以有效地提高燃油燃烧效率,实现飞行器燃油系统的节能控制。

综上所述,飞行器燃油系统的节能控制与优化是现代航空领域的重要研究方向。

通过优化燃油控制管理、降低飞行阻力以及提高燃油燃烧效率,可以实现飞行器燃油系统的节能化。

航空发动机燃油经济性研究

航空发动机燃油经济性研究

航空发动机燃油经济性研究在现代社会中,航空发动机的燃油经济性成为了航空工业中的一项重要的研究课题。

随着航空产业的不断发展,燃油的消耗量也随之增加,对环境造成了更大的压力。

因此,提高航空发动机的燃油经济性,不仅有助于降低航空公司的运营成本,还能减少对环境的污染。

航空发动机的燃油经济性研究主要包括以下几个方面:燃油燃烧效率、燃烧室设计和优化、喷油系统改进、气动布局优化、减少飞机阻力等。

首先,燃油燃烧效率是影响航空发动机燃油经济性的重要因素之一。

有效的燃油燃烧可以提高航空发动机的推力,并使燃烧过程更加充分,减少燃料的浪费。

因此,研究和改进燃烧过程,通过提高燃烧效率来降低燃油的消耗量就显得尤为重要。

其次,燃烧室的设计和优化也是航空发动机燃油经济性研究的一个重要方向。

燃烧室是燃料和空气混合燃烧的场所,合理的燃烧室设计和优化可以提高燃油的利用率,减少燃油的浪费。

燃烧室的设计应充分考虑燃料的喷射情况、混合情况以及燃料的燃烧速率等因素,以达到最佳的燃油经济性。

另外,喷油系统的改进也是提高航空发动机燃油经济性的一个关键点。

喷油系统是将燃料喷射到燃烧室中的装置,合理的喷油系统设计可以确保燃料的均匀分布和适当的喷射量,从而提高燃料的利用率,减少燃料的浪费。

除了燃烧室和喷油系统的改进,对航空发动机气动布局的优化也是一项重要的措施。

通过优化散热和燃气动力学特性,可以减少阻力,提高发动机的效率。

例如,合理设计进气口、出口和涡轮等部件的位置和形状,可以减少气流的湍流损失,提高燃油经济性。

此外,减少飞机阻力也是提高燃油经济性的重要途径。

合理设计飞机的气动外形、翼型和机翼等部件的参数,可以降低阻力,从而减小燃料的消耗。

通过运用流线型的外形和高效的翼型设计,可以减少飞机在飞行过程中的阻力,提高燃油经济性。

综上所述,航空发动机的燃油经济性研究是航空工业中的一个重要课题。

通过改善燃烧效率、优化燃烧室设计、改进喷油系统、优化气动布局和减少飞机阻力等方面的措施,可以提高航空发动机的燃油经济性,降低航空公司的运营成本,减少对环境的污染。

航空发动机燃油与控制系统的分析及发展前景

航空发动机燃油与控制系统的分析及发展前景

航空发动机燃油与控制系统的分析及发展前景作者:李娜来源:《今日自动化》2019年第03期摘要:随着我国航空行业的快速发展,航空发动机的应用数量在不断增多。

由于航空发动机在长时间使用的过程中,对航空发动机养护不够重视,很容易造成航空发动机产生故障。

发动机作为重要的组成部分,也是航空发动机稳定运行的重要动力来源,必须要加强对航空发动机故障进行深入的检查,由于航空发动机结构复杂,而且涉及到的零部件也非常多,在长时间的运行过程中很容易产生故障隐患。

在对航空发动机故障检查时如果只通过人的主观经验进行分析,很容易导致航空发动机故障,诊断效果不理想,必须要加强对航空发动机故障检查,加强燃油与控制系统的研究。

关键词:航空发动机;燃油与控制系统;发展前景中图分类号:TM764文献标识码:A文章编号:2095-6487(2019)03-0104-020引言由于航空发动机所处的运行环境非常恶劣,航空发动机的整体构造非常复杂,在出现设备故障之后,如果不能够在第一时间进行故障排除很容易影响航空发动机的运行效率,导致航空發动机运行陷于停止,这会引起严重的安全事故。

在这样的情况下,必须提高对航空发动机故障检修的准确率,保证燃油和控制系统得到稳定运行。

传统的发动机故障诊断中具有明显的主观因素,诊断方法效率比较低,存在明显的误差。

通过对航空发动机运行过程中发动机的环境进行检测,并且判断传感器的位置设置,才能够确保航空发动机故障检测的准确性。

1机械故障燃油与控制系统的应用设计1.1燃油与控制系统的介绍随着科学技术的快速发展,测量技术的应用范围也越来越广泛,包括自动控制技术、质量控制技术、生物医学工程技术等,但是传统的接触式测量技术效率比较慢,必须要进行补偿测量,存在明显的局限性,无法适应现代化产业的发展。

随着非接触式测量技术的兴起,通过运用光学原理能够保证非接触测量技术的效率更高,而且不会对产品造成破坏、工作距离比较大,能够对物体进行动态或者静态的测量,所以非接触式测量技术可以在产品质量检测以及工艺控制中广泛的应用能够极大的节约生产的成本,保证产品的质量水平得到有效提高川。

航空发动机控制系统的研究与开发

航空发动机控制系统的研究与开发

航空发动机控制系统的研究与开发一、导言航空发动机是飞机运转的核心部件。

控制系统是航空发动机的重要组成部分,可以控制发动机的运转和性能。

随着航空业的发展,航空发动机控制系统的研究和开发也越来越重要。

本文将介绍航空发动机控制系统的研究现状、技术问题和未来发展方向。

二、航空发动机控制系统的研究现状1. 航空发动机控制系统的发展历程航空发动机控制系统的发展历程可以追溯到上世纪50年代。

当时,航空发动机的控制主要依靠机械和液压系统。

到了60年代,随着电气技术的发展,电气控制系统逐渐代替机械和液压控制系统。

80年代,随着计算机技术的发展,数字控制系统开始应用于航空发动机控制。

90年代以来,航空发动机控制系统开始采用智能化技术,并在传感器、执行器和控制器等方面实现了大量创新和发展。

2. 航空发动机控制系统的技术特点航空发动机控制系统具有以下技术特点:(1)高可靠性。

航空发动机控制系统在复杂、恶劣的环境下工作,航空公司和机组人员对系统的可靠性要求非常高。

(2)高安全性。

航空业对安全性要求非常严格,航空发动机的控制系统必须符合相关安全标准,并满足严格的监管要求。

(3)高精度。

航空发动机控制系统对控制精度要求非常高,需要实现高精度的控制算法和传感器。

(4)高效性能。

航空发动机控制系统需要在极短的时间内响应控制指令,并实现高效的传感器数据采集和数据处理。

三、航空发动机控制系统的技术问题1. 控制算法问题控制算法是航空发动机控制系统的重要组成部分。

现有的控制算法在控制精度和动态响应等方面还有待改进,需要更高效、更精确的控制算法实现航空发动机的控制。

2. 传感器问题传感器是航空发动机控制系统的重要组成部分。

传感器的精度、可靠性和对恶劣环境的适应能力是关键问题。

目前,航空发动机控制系统中使用的传感器还存在加速传感器的快速响应和高精度获取数据的问题。

3. 控制器问题控制器是航空发动机控制系统的核心部件。

目前,航空发动机控制系统中的电子控制器还面临着体积大、重量重、功耗高等问题,需要实现更小、更轻、更省电的控制器。

航空发动机燃油与控制系统的研究与展望

航空发动机燃油与控制系统的研究与展望

图 3 目前和未来的发动机控制系统的联结
未来的发动机不仅有燃油控制、可变几何控制 功能, 还要有防喘控制、推力矢量喷管控制等功能。 同时发动机控 制系统要与发动机状态 监视系统综 合, 还要与飞控系统、火控系统综合。FADEC 系统 可以使发动机 在全包线范围内实现不 同的控制模 式、实施复杂的控制计划, 探索自适应控制、性能寻 优控制等各种先进的控制规律和算法, 同时也将大 大加快发动机综合控制系统的发展[ 6~ 13] 。
目前多数发动机喷管控制系统采用燃油作为工作介质喷管油源泵多选用高压柱塞泵31发动机的喷管油源泵最大出口压力为22mpa最大流量为3600l并且已研制出在泵质量5kg不变情况下流量提高到4800l首翻期由300h提高到1000h的喷管油源喷管控制系统的研究随着飞机和发动机性能的不断提高使得对发动机尾喷管的控制日趋复杂已由控制简单的收敛喷管发展到控制收扩喷管的喉道面积和扩散段面积只控制喷管面积发展到既控制喷管面积又控制喷管的转向俯仰喷管的上下摆动和轴对称喷管的360b的转向控制2003年第29机控制系统的高度综合来实现此时发动机喷管控个自由度的控制
4 喷管控制系统日趋复杂
411 喷管油源泵的研究 发动机尾喷管控制通常选用液压油、滑油或燃
油作为工作介质。由于液压油和滑油的黏度大、润 滑性能好, 因此容易泵压到较高的压力水平, 以驱动 高气动负荷的尾喷管。液压油源通常借用飞机液压 系统的液压油, 这种方案的好处是发动机无需设立 独立的油源系统, 缺点是由于发动机与飞机共用液 压油源, 会对飞机操纵系统的动态特性产生不利影 响和污染飞机的液压系统。英国斯贝发动机尾喷管 采用独立的滑油系统, 能够较好地完成喷管的控制 任务。但是由于增加了油源系统( 油箱、油泵、油滤 等) , 使系统和结构更加复杂。目前多数发动机喷管 控制系统采用燃油作为工作介质, 喷管油源泵多选 用高压柱塞泵, 如 - 31发动机的喷管油源泵 最大出口压力为 22M Pa, 最大流量为 3600L / h, 并且 已研制出在泵质量( 8. 5kg ) 不变情况下, 流量提高到 4800L / h, 首翻期由 300h 提高到 1000h 的喷管油源 泵。 4. 2 喷管控制系统的研究

航空发动机燃油和控制系统的研究进展

航空发动机燃油和控制系统的研究进展

航空发动机燃油和控制系统的研究进展作者:陶金李丹来源:《中国科技纵横》2016年第11期【摘要】随着我国航空航天的不断发展,航空发动机的发展也受到专业人士的关注。

航空发动机中的燃油和控制系统是航空发动机的核心部分,因此,它们的关注度也随之加大,本文详细的阐释我国和国外军用的航空发动机中燃油和控制系统的研究现状及未来的发展方向,并着重对燃油控制、喷口控制、防喘控制以及FADEC等技术特点进行说明,同时提供发动机状态的研究方向。

为我国发动机行业的发展提供了理论依据,很大程度上推动了航空航天技术的发展。

【关键词】航空发动机燃油系统控制系统研究进展随着我国航空航天的不断进步,航空发动机技术的发展也不断的提高,燃油和控制系统由原来的简单系统发展到现在的复杂技术,由原来的液压机械操作发展到现在由全权限数字电子控制(FADEC)进行操作。

原有的军用航空发动机中燃油和控制系统的特点是多变几何控制能力,而现在的FADEC技术将发动机的故障诊断和监视系统归入到发动机的控制系统中。

在航空航天发展速度较快的今天,防喘控制也受到航天专家的重视。

因此,本文将对航空发动机燃油和控制系统的发展进行阐释,为我国的航空航天发展提供理论依据。

1我国现阶段航空发动机的发展现状1.1燃油控制系统的发展现状燃油控制系统是航空发动机的核心控制系统,其主要性能直接影响整个发动机的控制系统,而燃油泵是燃油系统的重要组成部分。

燃油泵包括燃油增压泵和主燃油泵,目前全球各国研制的军用航空发动机中的燃油增压泵是采用离心式独立转动模式,其增压能力可达到0.4-0.8 MPa;而主燃油泵一般采用的是齿轮泵,主要是由于齿轮泵的体积较小、流量较大。

还有一种比较合理的选择是采用高压柱塞泵,它既可以作为主燃油泵还可以作为喷口油泵,据调查显示,该泵使用情况较为普遍,在英国生产的发动机中就采用了高压柱塞泵作为主燃油泵,最大的出口压力可达21 MPa,最大的流量也可达每小时10000kg,而近期俄罗斯也研发出了高压燃油柱塞泵。

航空发动机燃油与控制系统的研究与展望

航空发动机燃油与控制系统的研究与展望

航空发动机燃油与控制系统的研究与展望摘要:随着我国航空航天的不断进步,航空发动机技术的发展也不断的提高,燃油和控制系统由原来的简单系统发展到现在的复杂技术, 由原来的液压机械操作发展到现在由全权限数字电子控制(FADEC)进行操作。

原有的军用航空发动机中燃油和控制系统的特点是多变几何控制能力,而现在的FADEC技术将发动机的故障诊断和监视系统归入到发动机的控制系统中。

在航空航天发展速度较快的今天,防喘控制也受到航天专家的重视。

因此,本文将对航空发动机燃油和控制系统的发展进行阐释,为我国的航空航天发展提供理论依据。

关键词:航空发动机燃油与控制系统的研究与展望前言:在航空发动机研制过程中,要经过大量整机试验和科研试飞才能最终确定燃油与控制系统的性能、可靠性和操纵性。

在整机试验和科研试飞中,台面仪表仅显示了发动机状态和告警参数,几乎没有监控显示燃油与控制系统的相关参数。

如果不对燃油与控制系统进行测试改装,在整机试验和科研试飞中则无法预估燃油与控制系统的安全可靠性,也不利于燃油与控制系统的故障排查。

为了降低整机试验和科研试飞的风险,必须加强燃油与控制系统的全面监控,保障试验安全可靠的进行。

一、燃油与控制系统组成燃油与控制系统主要由离心式增压泵、低压燃油滤、燃油调节器、电子控制器、燃滑油散热器、超转放油阀、各类传感器及电缆等附件组成。

航空发动机燃油能在较宽的温度范围内正常供油。

一般要求的外界气温范围为-60 一60℃。

当气温过低时,可能导致燃油滤网上处于悬浮状的水分结冰,而沉积在燃油滤网上将其堵塞,使进入发动机的燃油减少,致使发动机停车现象;当气温过高时,燃油在高温之下也会分解成焦炭,堵塞油路,影响燃油系统正常供油。

要求在设计上减少燃油管道外露,采取余度设计,以保证在某些附件损坏后仍能保持燃油系统正常输油;采取吸油式燃油输油泵以及坠毁自封措施,防止坠毁时燃油外泄起火。

要求燃油系统在发动机处于各种状态都能通过喷嘴或甩油盘在燃烧室中使燃油均匀雾化。

新型航空发动机燃烧控制技术研究

新型航空发动机燃烧控制技术研究

新型航空发动机燃烧控制技术研究随着航空业的快速发展,对飞机发动机的要求也越来越高。

新型航空发动机燃烧控制技术的研究,成为了当今航空领域的热点之一。

这项技术的发展,不仅能提高发动机的燃烧效率,减少环境污染,同时也能让飞机更加轻量化,提高其威力和航程能力。

一、新型航空发动机燃烧控制技术的背景传统的航空发动机热效率低下,燃烧不充分,造成燃烧产物的排放,严重污染了环境。

针对这一问题,新型航空发动机的燃烧控制技术开始受到关注。

这一技术利用先进的控制算法和智能控制系统,对燃烧过程进行优化和调整,从而降低排放,提高燃烧效率,并确保整个发动机的良好运行。

二、新型航空发动机燃烧控制技术的重要性在传统的燃烧系统中,燃烧室运作时会释放大量的热能和烟雾,且燃料的燃烧效率很低,而新型航空发动机燃烧控制技术的出现,就能解决这些问题。

这一技术采用新型的燃烧模式,充分燃烧燃料,释放更多的能量,同时排放有机物和氮氧化物等环境污染物的量减少,对环境保护也起到很好的作用。

另外,这一技术还能优化燃烧室结构和燃料喷射方式,使燃烧更加充分,减少热量的损失。

同时,新型航空发动机燃烧控制技术还能提高发动机转速,使发动机更加轻量化,运行更加稳定。

在某些情况下,还可增加飞机的航程,提高其飞行效率和安全。

三、新型航空发动机燃烧控制技术的研究进展随着航空业的发展,对飞机发动机燃烧控制技术的研究也在不断深入。

研究人员一方面不断探索新型燃烧室结构和喷射方式,另一方面开发出更加先进的控制算法和智能控制系统。

这些尝试包括但不限于以下几个方面:1.预混合燃料燃烧技术:将燃料和空气预先混合,然后引入燃烧室内进行燃烧。

这种技术能够提高燃料的燃烧效率,降低排放。

2.高效燃烧室技术:改善燃烧室结构,在燃烧过程中提高燃料的燃烧效率,减少氧化物和有机物的排放量。

3.新型喷射技术:采用高压蒸汽或其他介质将燃料喷入燃烧室,从而提高燃烧效率和减少排放。

4.智能控制技术:利用控制算法和智能控制系统,对燃烧过程进行精确、实时的调整和控制,从而提高发动机的运行效率和稳定性。

航空发动机喷油系统的研究与发展

航空发动机喷油系统的研究与发展

航空发动机喷油系统的研究与发展随着飞机技术的不断进步,航空发动机喷油系统的研究与发展也随之不断推进。

航空发动机喷油系统是航空发动机的重要组成部分,直接关系到飞机的性能和安全。

本文将从喷油器、燃油喷射、燃油循环以及系统控制四个方面来探讨航空发动机喷油系统的研究与发展。

一、喷油器喷油器是航空发动机喷油系统中最关键的部件之一。

传统的涡轮喷油器被广泛应用于航空发动机中,但其工作效率相对较低,喷油效果不佳。

为了提高航空发动机的性能,新型喷油器逐渐被引入到航空发动机中。

新型喷油器采用了先进的喷油技术,如气雾化喷油器、共轨喷油器等,其喷油效果得到了极大提升。

气雾化喷油器利用高速气流将燃料喷入燃烧室,使燃料雾化成为非常细小的燃料颗粒,使得燃料能够更充分地与氧气混合,从而提高燃烧效率。

共轨喷油器则采用了高压油泵和电子控制系统,能够实现高精度喷油,使得燃料喷射量更准确、更稳定,从而极大地提高了发动机的性能。

二、燃油喷射燃油喷射是航空发动机喷油系统的另一个重要环节。

燃油在燃烧室中的喷射方式对航空发动机的性能和能耗有着很大的影响。

传统的燃油喷射方式为雾化喷射,既能形成较好的混合物,但同时也会产生较多的碳烟和一氧化碳等有害物质。

随着环保意识的不断提升,新型的燃油喷射方式逐渐被引入到航空发动机中,如预混式燃烧、直接喷射等。

预混式燃烧是一种高效的燃油喷射方式,其将燃料和氧气预先混合后再喷入燃烧室中。

这种燃烧方式不仅可以减少有害物质的产生,同时也可以提高燃烧效率,使发动机的性能更加优越。

直接喷射则是一种新型的燃油喷射技术,其能够将燃油直接喷射到燃烧室中,并保持高速旋转的气流,从而充分混合燃料和空气,使得燃烧效率更加高效。

三、燃油循环燃油循环是航空发动机喷油系统中的关键环节之一。

传统的燃油循环系统主要由油泵、滤清器等组成,但这种循环方式存在着循环不畅、温度变化大等缺点。

为了解决这些问题,新型的燃油循环系统开始被引入到航空发动机中。

航空发动机控制系统的研发与展望_张绍基

航空发动机控制系统的研发与展望_张绍基
2 加力燃油控制系统的现状 和发展
高性能高推比发动机的发展和飞行范围的扩 大对加力燃油泵提出了大流量、高转速、高压比、 耐高温、抗振和工作可靠性高等要求。用于各类航 空发动机的加力燃油泵有柱塞泵、离心泵和汽心 泵。柱塞泵曾作为早期中小推力航空发动机的加 力燃油泵, 因其流量有限、结构和工艺复杂、制造 精度要求高、抗脏性较差, 使其在加力燃油控制系 统中趋于淘汰边缘。离心泵的流量大、单位流量的 泵质量小、成本低、结构简单、便于流量调节。但离 心泵的小流量温升高、压力摆动大, 一度成为加力 燃油系统研究中的一个难点。俄罗斯的 P 29-300 发动机加力燃油控制系统采用两泵三用的设计方 案, 即: 主泵( 柱塞泵) 提供主系统及小加力燃油; 加力泵( 离心泵) 提供小加力以上的燃油; 当主泵 出现故障时, 主系统及加力系统共用加力离心泵, 这样既避免了离心泵的小流量温升高、压力摆动 大的问题, 又增加了主系统的余度。这是俄罗斯研 究离心泵扬长避短之处, 简化了结构, 增强了系统 的 可 靠性 。-31 发动 机 的加 力 燃 油系 统 继 承 了上述设计思想, 并使主系统与加力系统功能相 互转换, 日趋成熟。
第 19 卷 第 3 期 2004 年 6 月
航 空动力学报
Journal of Aerospace Power
Vol. 19 No. 3 Jun. 2004
文章编号: 1000-8055( 2004) 03-0375-08
航空发动机控制系统的研发与展望
张绍基
( 沈阳发动机设计研究所, 辽宁 沈阳 110015)
A Review of Aeroengine Control System
ZHANG Shao-ji
( Shenyang Aeroengine Research Inst it ut e, Sheny ang 110015, China) Abstract: T he paper review s and analyses the recent research and development of aeroengine fuel control sy stems. T he t echnical f eatures, t he t echnical m ode select ion and the research trend of main fuel control, af terburner f uel cont rol, nozzle control, ant i-surge cont rol and eng ine condit ion monit oring syst em are discussed. Recently great progresses have been acheived in t he areas of aeroengine fuel and cont rol systems, especially in terms of the research and applicat ion of Full Authorit y Digital Electronic Cont rol Syst em ( FADEC ) technolog y. T he development of above technolog y proves t hat the aeroengine fuel cont rol system is very import ant for t he modern aeroengine in t he f ut ure.

航空发动机燃油喷射系统的研究与优化

航空发动机燃油喷射系统的研究与优化

航空发动机燃油喷射系统的研究与优化随着航空业的蓬勃发展,航空发动机的性能要求也日益提高。

燃油喷射系统作为航空发动机的核心组成部分,对发动机的性能起着关键作用。

因此,研究和优化航空发动机燃油喷射系统显得尤为重要。

本文将就航空发动机燃油喷射系统的研究与优化进行探讨。

一、燃油喷射系统的基本原理航空发动机燃油喷射系统的主要作用是将燃油以适当的速率和压力送入燃烧室,使燃料能够与空气混合并燃烧,从而产生动力。

燃油喷射系统由燃油泵、喷嘴、油箱等基本组件组成,其工作原理大致分为三个步骤:燃油供给、燃油喷射和混合燃烧。

在燃油供给阶段,燃油泵负责将储存在油箱中的燃油送入燃烧室。

这一过程需要保证燃油供应的连续性和稳定性,以确保发动机正常工作。

而在燃油喷射阶段,喷嘴将燃油以适当的速率和角度喷入燃烧室,使其与空气混合。

为了提高燃烧效率,喷嘴的结构设计需要考虑喷射角度、喷孔大小等因素。

最后,在混合燃烧阶段,燃料燃烧产生高温高压气体,驱动涡轮运转从而带动飞机飞行。

二、燃油喷射系统的研究进展近年来,航空发动机燃油喷射系统的研究取得了长足的进步。

一方面,由于传统喷嘴在喷雾效果和燃料蒸发方面存在不足,研究人员开发了多孔介质喷嘴和共轨喷射系统等新型喷射技术。

这些新技术能够更好地控制喷射角度和喷孔大小,提高喷射效果和燃料利用率。

另一方面,随着数值模拟技术的发展,研究人员能够通过计算流体力学方法对燃油喷射过程进行模拟分析。

利用计算流体力学可以模拟燃油喷射过程中的湍流、蒸发、混合等复杂物理过程,为优化设计提供理论基础。

同时,随着计算机计算能力的提高,模拟精度也越来越高,能够更好地指导实际工程应用。

此外,研究人员还对燃油供给系统进行了优化研究。

传统的燃油泵对于燃油供给的控制比较有限,而电子控制燃油喷射系统则能够实现对燃油供给的精确控制,提高燃烧效率和发动机性能。

同时,电子控制还能够通过传感器监测燃油压力、温度等参数,及时调整喷油量,保证喷射系统的稳定性和可靠性。

航空航天器燃油系统的设计与性能优化

航空航天器燃油系统的设计与性能优化

航空航天器燃油系统的设计与性能优化一直是航空航天领域中的重要课题,其涉及到航空航天器飞行安全和效率的问题,对航空航天器的整体性能起着至关重要的作用。

航空航天器燃油系统设计的好坏直接影响着航空航天器的航行能力、安全性和经济性。

燃油系统设计的主要目标是保证燃油的稳定供应,确保燃油能够在各种环境下正常运行,同时要兼顾燃油系统的重量和体积,以提高航空航天器的整体性能。

航空航天器的燃油系统主要由燃油系统组件和燃油系统控制系统两部分组成。

燃油系统组件包括燃油箱、燃油传输管道、燃油泵和燃油喷嘴等部件。

燃油系统控制系统则是通过液压系统、电气系统或电子控制系统来控制燃油的流动和分配。

为了达到设计和性能优化的目标,需要在燃油系统设计的过程中考虑到诸多因素,比如航空航天器的飞行性能需求、燃油的种类和性质、以及各个组件之间的协调配合等。

针对燃油系统设计与性能优化的问题,国际上已经有了不少研究成果。

其中,一些先进的设计方法和技术被广泛应用于航空航天器的燃油系统中。

例如,采用先进的液压系统和传感器技术可以提高燃油系统的稳定性和可靠性;利用先进的燃油泵和燃油喷嘴技术可以提高燃油系统的效率和性能。

此外,还有一些新兴的技术和方法,比如基于人工智能和大数据分析的燃油系统优化技术,正在逐渐应用到航空航天器的燃油系统设计中。

在航空航天器燃油系统设计与性能优化中,需要综合考虑多方面的因素。

首先,需要考虑到航空航天器的设计需求。

不同类型的航空航天器有不同的设计要求,比如载人飞行器和无人飞行器的燃油系统设计就有所不同。

其次,需要考虑到燃油的性质和种类。

燃油的种类和性质直接影响着燃油系统的设计和优化。

再次,需要考虑到燃油系统的安全性和可靠性。

航空航天器的燃油系统设计必须要保证系统的安全性和可靠性,以确保航空航天器的飞行安全。

最后,还需要考虑到燃油系统的经济性。

设计和性能优化的目标之一是要降低燃油系统的重量和体积,以提高航空航天器的整体性能和经济性。

中国航发控制系统研究所技术方案格式模板范文

中国航发控制系统研究所技术方案格式模板范文

中国航发控制系统研究所技术方案格式模板范文一、引言随着我国航空发动机产业的快速发展,控制系统的研究与开发成为了行业的重点领域。

为进一步提高我国航空发动机控制系统的技术水平,中国航发控制系统研究所针对当前的技术难题,提出了一套全面的技术方案。

本文将详细介绍该方案的内容及实施计划。

二、项目背景与目标航空发动机控制系统是航空发动机的核心组成部分,对发动机的性能、安全性和可靠性具有重要影响。

然而,目前我国航空发动机控制系统的技术水平与国际先进水平相比仍有一定差距。

为了缩小这一差距,中国航发控制系统研究所设立了这个项目,旨在研发具有国内领先水平的高性能航空发动机控制系统。

三、技术方案概述本项目将采用以下技术方案:1.系统架构:采用模块化设计,提高系统的集成性和可扩展性。

2.控制算法:研究适用于航空发动机的高效控制算法,提高控制系统的性能。

3.传感器与执行器:选用高性能的传感器和执行器,提高系统的实时性和准确性。

4.通信与网络安全:采用高速、可靠的通信技术,确保控制系统数据的安全传输。

四、关键技术及创新点1.模块化系统架构设计:通过模块化设计,提高系统的集成性和可扩展性,降低维修成本。

2.高效控制算法:研究适用于航空发动机的高效控制算法,提高控制系统的性能和燃油效率。

3.高性能传感器与执行器:选用高性能的传感器和执行器,提高系统的实时性和准确性。

4.通信与网络安全技术:研究高速、可靠的通信技术,确保控制系统数据的安全传输。

五、实施计划与预期成果1.第一阶段(1-6个月):开展关键技术研究,完成系统架构设计。

2.第二阶段(7-12个月):研制高性能传感器与执行器,进行控制系统原型开发。

3.第三阶段(13-18个月):开展控制系统集成与测试,验证系统性能。

4.第四阶段(19-24个月):完成控制系统优化与改进,实现产业化应用。

预期成果:开发一套具有国内领先水平的高性能航空发动机控制系统,提高我国航空发动机控制系统的技术水平。

航空能源技术的前沿研究进展与展望

航空能源技术的前沿研究进展与展望

航空能源技术的前沿研究进展与展望随着全球航空业的发展以及对环境保护的日益重视,航空能源技术的研究也日趋重要。

为了减少空气污染和降低碳排放,航空能源技术的前沿研究已经取得了一系列重要的进展。

本文将探讨航空能源技术的当前研究趋势,并对未来的发展进行展望。

一、燃油效率的提升提高航空器的燃油效率是航空能源技术研究的关键目标之一。

燃料在航空运输中的使用量巨大,因此改善燃油效率可以显著降低航空运输的碳排放。

研究人员已经通过在飞机设计中引入轻量化材料、提高发动机效率以及优化飞行轨迹等方式,显著提升了航空器的燃油效率。

未来,研究人员仍将继续致力于改进设计和技术,进一步减少燃料的消耗,从而将碳排放进一步降低。

二、可再生能源的应用随着可再生能源技术的快速发展,其在航空领域的应用逐渐增多。

太阳能、风能和生物质能等可再生能源在航空器上的应用不仅可以降低碳排放,还可以减少对传统燃料的依赖。

目前,一些先进的航空公司已经开始尝试使用太阳能光伏板和燃料电池等技术来为飞机提供动力。

随着技术的不断革新和效率的不断提高,可再生能源在航空领域的应用前景将更加广阔。

三、电动飞机的发展电动飞机作为航空能源技术的一个重要分支,近年来受到了广泛的关注。

相比于传统的燃油动力飞机,电动飞机具有零排放、低噪音和成本更低等优势。

随着电池技术的发展和能量密度的提高,电动飞机的续航能力和功率已经得到了显著改善。

许多国家和公司已经开始投入大量资源来推动电动飞机的研发,预计未来电动飞机的市场份额将大幅增加。

四、氢燃料电池的应用氢燃料电池是一种具有巨大潜力的航空能源技术。

氢气作为燃料,经过氢燃料电池产生的电能可以用于飞机的动力和供电。

与传统燃油相比,氢燃料电池的主要优势在于零排放和高能量密度。

然而,目前氢燃料电池的应用受到了存储和产量等方面的限制。

未来,研究人员将继续改进氢燃料电池技术,并寻找更加高效和经济的氢气生产方法,以推动其在航空领域的应用。

五、智能化技术的发展智能化技术与航空能源技术的结合将为航空运输带来巨大的改变。

航空发动机的燃烧控制技术研究

航空发动机的燃烧控制技术研究

航空发动机的燃烧控制技术研究1. 引言航空发动机的燃烧控制技术是航空工程中的重要研究领域之一。

燃烧控制技术的有效应用能够提高发动机的燃烧效率、降低排放物的产生,并增加发动机的可靠性和寿命。

本文将从燃烧控制技术的发展历程、燃烧控制技术的原理和方法以及当前研究的热点问题等方面进行探讨。

2. 燃烧控制技术的发展历程航空发动机燃烧控制技术的发展经历了多个阶段。

最早期的燃烧控制技术主要依靠机械手段,通过调整喷油系统和气流流速等参数来控制燃烧过程。

随着计算机技术的快速发展,燃烧控制技术逐渐向数字化和自动化方向发展。

目前,燃烧控制技术已经进入到智能化时代,通过采用先进的控制算法和传感器技术,能够实时监测并控制燃烧过程中的参数,从而优化燃烧效率和减少排放物的产生。

3. 燃烧控制技术的原理和方法燃烧控制技术的基本原理是通过控制燃料的供应量和燃烧空气的流动状况来实现燃烧效率的优化和排放物的减少。

燃烧控制技术的方法主要包括先进的喷油系统、气动控制系统和传感器技术等。

其中,喷油系统是燃烧控制技术的核心部分,通过控制燃料的喷入速率和喷雾质量等参数来实现燃料的均匀分布和喷雾的细化。

气动控制系统则是通过调整燃烧室的气流结构和压力分布等参数来改善燃烧过程。

传感器技术则能够实时监测燃烧过程中的温度、压力和浓度等参数,从而进行实时的反馈和控制。

4. 当前研究的热点问题当前燃烧控制技术研究的热点问题主要包括燃料喷射技术、燃烧室设计和传感器技术的进一步优化。

燃料喷射技术的研究旨在实现燃料的均匀喷射和细化喷雾,以提高燃烧效率和降低排放物的产生。

燃烧室设计则需要考虑燃料的混合和燃烧过程中产生的高温高压环境,以确保燃烧过程的稳定和可靠性。

传感器技术的研究则可以实时监测燃烧过程中的各项参数,为燃烧控制技术的优化和调整提供数据支持。

5. 燃烧控制技术的应用现状燃烧控制技术在航空工程中的应用已经取得了显著的成就。

现代航空发动机凭借着先进的燃烧控制技术,燃烧效率和输出功率大大增加,同时排放物的产生也得到了有效的控制。

航空发动机燃油控制系统复杂零件制造技术发展趋势研究

航空发动机燃油控制系统复杂零件制造技术发展趋势研究

航空发动机燃油控制系统复杂零件制造技术发展趋势研究摘要与航空发动机主机零件制造相比,航空发动机燃油控制系统复杂零件制造具有涉及工种多、工艺流程复杂、非常规制造比重大等特性。

而燃油控制系统是航空发动机的核心部分,其工作性能的好坏直接关系到航空发动机的运行质量。

在发动机燃油控制系统中,主要包含复杂壳体、精密偶件两大核心零件,本文分别针对这两大零件的制造技术及发展趋势进行了系统化的研究,希望对提高航空发动机整體性能及运行效率提供技术支持。

关键词航空发动机;燃油控制系统;复杂零件;制造技术;发展趋势1 复杂壳体制造技术及其发展趋势1.1 快速原型制造技术航空发动机壳体零件不但种类较多,其内部结构也存在交大的差异。

正是因为它的这种特性,使得利用快速原型制造技术对其进行生产制造成为可能,实践研究证实,在制造复杂的壳体内芯过程中,只要快速原型制造技术应用得当,则复杂的壳体内芯的制造效率可因此而得到显著提升。

如今,伴随着我国三维打印技术突飞猛进的发展,在该零件制造的未来发展中,借助三维打印技术进行复杂壳体制造,将成为未来主要的发展趋势[1]。

1.2 高速高效加工技术将高速高效加工技术应用到复杂壳体制造中,可有效提升复杂壳体零件编程与加工的效率,同时提高壳体加工的工艺水平。

高速高效加工技术主要是对壳体加工工艺流程进行重新梳理,再根据壳体结构特点及加工工序,对刀具直径及长度进行计算,从而实现对刀具参数优化的目的;另外,以自动识别壳体的特征为依据,对模型进行处理并生成加工工序模型;在此基础上,再根据壳体结构特征自动生成各道工序的加工轨迹;之后,可在物理仿真软件的指导下,以加工轨迹为依据,对刀具的切削状态以及负载进行预测;最后,再根据最终得到的机床参数计算结合和刀具负载数值,对设备的制造速度以及主轴的转速进行针对性优化。

就目前上述高速高效加工技术所具备的优势来看,其在未来的发展中,并将进一步在具备结构复杂、品种繁多的小批量壳体零件的生产中得到大力推广及应用。

中国航发控制系统研究所技术方案格式模板范文

中国航发控制系统研究所技术方案格式模板范文

中国航发控制系统研究所技术方案格式模板范文一、引言随着我国航空发动机产业的快速发展,控制系统的研究与开发成为了行业关注的焦点。

为进一步提高我国航空发动机控制系统的性能和可靠性,中国航发控制系统研究所针对某一项目进行了深入研究,并制定了详细的技术方案。

本文将简要介绍该项目背景、目标,以及技术方案的概述、关键技术、创新点、实施计划与预期成果等内容。

二、项目背景与目标该项目旨在研究航空发动机控制系统的关键技术,提高控制系统性能,降低故障率,从而为实现我国航空发动机产业的自主创新和国产化做出贡献。

项目目标包括:1.突破控制系统关键技术,提升我国航空发动机控制系统的技术水平;2.优化控制系统设计,提高控制系统可靠性;3.加快我国航空发动机控制系统的国产化进程。

三、技术方案概述本项目技术方案主要包括以下几个方面:1.控制系统体系结构设计;2.控制算法研究与优化;3.传感器与执行器技术研究;4.控制系统集成与测试。

四、关键技术及创新点1.控制系统体系结构设计:采用模块化、层次化的设计理念,提高系统的可扩展性和可维护性;2.控制算法研究与优化:针对航空发动机的特殊工况,研究适应性强、鲁棒性好的控制算法;3.传感器与执行器技术研究:选用高精度、高可靠性的传感器和执行器,提高控制系统的测量和执行能力;4.控制系统集成与测试:采用先进的集成技术,降低系统间的相互影响,确保控制系统性能的稳定发挥。

五、实施计划与预期成果1.阶段一:完成控制系统体系结构设计,确定关键技术研究方向;2.阶段二:开展控制算法研究及优化,形成初步方案;3.阶段三:传感器与执行器技术研究,选型及验证;4.阶段四:控制系统集成与测试,验证系统性能及可靠性;5.阶段五:总结与完善,形成最终技术方案。

预期成果包括:1.突破航空发动机控制系统关键技术;2.形成具有自主知识产权的控制系统技术方案;3.提高我国航空发动机控制系统的性能和可靠性。

六、总结与展望本项目技术方案立足于我国航空发动机控制系统的现状,针对性地研究关键技术,旨在提高控制系统性能和可靠性。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
段, 改进了 FADEC 完 成上述控制
2 对 液压 作 动筒 控 制矢 量 喷 管 的 转 向, 原来的 16 个燃油作动 筒仍控制 A 8; 飞控 系 统( FCS) 直 接给 出 矢 量喷管转向的指令
构, 发动机控制器作为总线上的 1 个节点, 不再采用 点到点的串行通讯, 而是通过带余度的高速光纤数 据总线把发动机上的新型智能传感器和执行机构联 结起来, 大大地减少了电缆的数量和质量, 并提高了 系统的可靠性, 如图 3 所示。
因此, 有必要对 21 世纪国外军用航空发动机燃 油与控制系统的研究和发展作一综合介绍和评述, 希望能对我国航空发动机的燃油与控制系统的发展 起到参考和借鉴作用。
2 主燃油控制系统的现状和发展
主燃油控制系统是发动机控制系统的核心, 其 性能和可靠性决定了整个控制系统的优劣和发动机 的可靠性。
211 燃油泵的Байду номын сангаас展 21111 燃油增压泵
高性能、高推比发动机的发展对加力燃油泵提 出了大流量、高转速、高压比、耐高温、抗振和工作可 靠性高等要求。用于各类航空发动机的加力燃油泵 有柱塞泵、离心泵 和汽心泵。俄罗 斯的 P29- 300 发动机加力燃油系统采用两泵三用的设计方案, 即 主泵( 柱塞泵) 提供主系统及小加力燃油, 加力泵( 离 心泵) 提供小加力以上的燃油; 当主泵出现故障时, 主系统及加力燃油系统共用加力离心泵, 这样既解 决了离心泵的小流量温升高、压力摆动大的问题, 也 增加了主系统的余度, 并且简化了结构, 增强了系统
随着飞机和发动机性能的不断提高, 使得对发 动机尾喷管的控制日趋复杂, 已由控制简单的收敛 喷管发展到控制收扩喷管的喉道面积( A 8) 和扩散 段面积( A 9) 。随着推力矢量喷管技术的发展, 又由 只控制喷管面积发展到既控制喷管面积又控制喷管 的转向( 俯仰喷管的上下摆动和轴对称喷管的 360b 的转向控制) [ 4, 5] 。
推力矢量喷管的控制应由飞机控制系统和发动
张绍基: 航空发动机燃油与控制系统的研究与 展望
3
机控制系统的高度综合来实现, 此时发动机喷管控 制由 1 个自由度控制发展到 2 个或 3 个自由度的控 制。推力矢量喷管的控制指令由飞控系统下达, 发 动机控制系统由 FADEC 系统 ( 或液压机械 式喷管 调节器) 通过传统的收敛喉部面积作动系统( 1 组电 液伺服阀和作动筒) 和 1 套可以独立操纵喷管扩张 鳞片的作动系统( 3 组电液伺服阀和作动筒) 实现收 敛喉道面积和扩散段面积的位置控制, 满足飞机推 力矢量要求。
4 喷管控制系统日趋复杂
411 喷管油源泵的研究 发动机尾喷管控制通常选用液压油、滑油或燃
油作为工作介质。由于液压油和滑油的黏度大、润 滑性能好, 因此容易泵压到较高的压力水平, 以驱动 高气动负荷的尾喷管。液压油源通常借用飞机液压 系统的液压油, 这种方案的好处是发动机无需设立 独立的油源系统, 缺点是由于发动机与飞机共用液 压油源, 会对飞机操纵系统的动态特性产生不利影 响和污染飞机的液压系统。英国斯贝发动机尾喷管 采用独立的滑油系统, 能够较好地完成喷管的控制 任务。但是由于增加了油源系统( 油箱、油泵、油滤 等) , 使系统和结构更加复杂。目前多数发动机喷管 控制系统采用燃油作为工作介质, 喷管油源泵多选 用高压柱塞泵, 如 - 31发动机的喷管油源泵 最大出口压力为 22M Pa, 最大流量为 3600L / h, 并且 已研制出在泵质量( 8. 5kg ) 不变情况下, 流量提高到 4800L / h, 首翻期由 300h 提高到 1000h 的喷管油源 泵。 4. 2 喷管控制系统的研究
1 引言
随着航空发动机技术的不断进步和性能的不断 提高, 燃油与控制系统也由简单到复杂, 并由液压机 械控制发展到全权限数字电子控制 ( FADEC) 。过 去, 军用航空发动机燃油与控制系统主要具备主、加 力燃油供油控制和发动机各种可变几何控制功能。 近年来, 由于 FADEC 技术的引入, 发动机状态监视 和故障诊断系统归入发动机控制系统。另外, 防喘 控制也越来越被航空发动机控制专家们所关注。
图 3 目前和未来的发动机控制系统的联结
未来的发动机不仅有燃油控制、可变几何控制 功能, 还要有防喘控制、推力矢量喷管控制等功能。 同时发动机控 制系统要与发动机状态 监视系统综 合, 还要与飞控系统、火控系统综合。FADEC 系统 可以使发动机 在全包线范围内实现不 同的控制模 式、实施复杂的控制计划, 探索自适应控制、性能寻 优控制等各种先进的控制规律和算法, 同时也将大 大加快发动机综合控制系统的发展[ 6~ 13] 。
现代航空发动机的主控制系统主要用来控制主 燃烧室的供油量, 以调整发动机的推力。
目前应用的发动机控制系统的主要特性是采用 F ADEC 系统, 所有控制规律的实现、余度技术的管 理以及输入输出信号的处理均由 FADEC 系统来完 成, 如图 1 所示。未来的发动机控制系统将是由多 余度数字处理机管理的分布式控制系统。分布式控 制系统是由中央微处理机通过高速数据总线把各个 分系统( 含有智能传感器和智能执行机构) 组 合起 来, 完成各项发动机控制任务的先进控制系统。
2003 年第 29 卷第 3 期
航 空发 动机
1
航空发动机燃油与控制系统的 研究与展望
张绍基 ( 沈阳发动机设计研究所, 沈阳 110015)
摘要: 归纳和分析了国内外军用航空发动机燃油与控制系统的 研制现状 和今后的发 展方向, 简要介 绍和评述 了主燃油控制、加力燃 油控制、尾喷口控制、防 喘控制、发动 机状态 监视, 特别 是 FA DEC 系 统的技 术特点、方 案选择和研究动向。从中可以看出, 这些方面的技术进步推动了航空发动机的发展。 关键词: 航空发动机 燃油 控制系统
图 1 航空发动机控制装置的发展趋势
3 加力燃油控制系统的现状和发展
高性能战斗机的发动机加力燃油控制系统的性 能十分重要。发动机数字技术的发展以及新型复合 材料的应用, 使加力控制系统逐步向数字电子化、小 型化和一体化方向发展, 大大改善了军用航空发动 机的性能[ 3] 。 311 加力燃油泵的研究
推力矢量技术目前已进入实用阶段, 推力矢量 喷管偏转角度指标在 15b~ 20b之间, 转向速度一般 为( 45b~ 60b) / s。各国典型推力矢量喷管及控制系 统的简况见表 1。
表 1 各国典型推力矢量喷管及控制系统的简况
发动机 ( 飞机)
矢量喷管 类型
F 100- PW 2 20 ( F15 STOL / M TD) F 119( F22)
二元收扩 喷管
( 2D/ CD)
F 100- PW 2 29 ( F15 - ACT IVE)
轴对称矢 量喷管
( P/ YBBN)
推力角
矢量角 控制速率
作动筒个数 及控制方式
? 20b
20b( 360b 范围内)
6 个电液 伺服阀, 控 制 6 个作动筒, 组成 3 个独立 的驱 动系 统 ( 收 敛 部 分, 上、下 扩 散板)
Abstract: T he r esearch and development of the aeroeng ine fuel and control systems, especially the FADEC technology, ar e r eview ed. I t w ill be seen from t his that these prog ressive technolog ies have been promoting the mo dern aeroengine development. Key words: aeroengine; fuel; control systems
目前世界各国研制的航空发动机燃油增压泵普 遍采用离心式, 多数为独立传动, 也有少数与主泵组 合在一个壳体里。增压能力一般为 0. 3~ 0. 8MPa, 其 稳定工作流量范围从发动机起动流量至最大需用流 量, 最大流量设计值一般选在发动机最大需用流量 的 1. 2~ 1. 5 倍。 21112 主燃油泵
为了适应系统结构简单、质量轻、温升少( 由于 泵的效率而引起的燃油温升) 以及可靠性高等要求,
2
航 空发 动机
2003 年第 29 卷第 3 期
泵油系统目前研究的方向趋于用质量较轻的离心泵 作为发动机的主燃油泵。离心泵不论是设计还是控 制都很简单, 只是在小流量工况下性能较差, 这在发 动机的起动过程中表现得特别明显, 主要的解决办 法就是单独配置 1 个起动泵, 另外一种较简单、省力 的解决办法是使用转速和流量可变的容积式泵, 这 是来来发动机燃油系统的研究方向。 212 主控制系统的发展
图 2 发动机燃油与控制系统的质量分布
5 FADEC 技术的发展
目前 FADEC 技术的新发展表现在以下方面。 ( 1) 传感器和执行机构 传感器数量的不断增加带来发动机电缆和配线 质量的不断增加, 传感器和执行机构的质量在发动 机燃油与控制系统中占有很大的比例, 如图 2 所示。 目前传感器的发展方向是研制新型的光纤传感器和 智能传感器, 以适应未来光纤通讯和分布式控制系 统在航空发动机上的应用。液压机械式执行机构趋 向简单、可靠和通用化, 大大减小了体积和质量。 ( 2) 微处理机和数据通讯 微电子技术的飞速发展促进了 FADEC 系统的 电子硬件的不断更新和小型化, 集成度的增加则提 高了其可靠性。飞机通讯系统趋于用 1 条总线的结
的可靠性。- 31发动机的加力燃油系统也采 用了上述设计方法, 并使主系统与加力系统功能的 相互转换日趋成熟。 3. 2 加力燃油计量装置的发展
FADEC 的优势已被世界各国航空界所关注, 但 液压机械式加力燃油计量装置以其特定的功能仍是 加力数控系统中必不可少的部分。为减轻质量, 俄 罗斯的 - 31发动机和法国的 M88 发动机的 加力燃油计量装置都选用了表面硬质阳极化的铝活 门和衬套, 而 - 31发动机主燃油调节器则大 量采用经热处理的硬度高、加工粗糙度要求高、形位 公差要求严的精密偶件。为减小体积, M88 发动机 的加力计量活门采用型面活门, 而俄罗斯的加力计 量装置则大量采用单凸台活门, 既减轻了质量, 又避 免了液动力等附加力的影响。
相关文档
最新文档