航空发动机的一种新型主燃油泵设计

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某型航空发动机主燃油泵调节器泵后压力保持装置设计仿真研究

某型航空发动机主燃油泵调节器泵后压力保持装置设计仿真研究

某型航空发动机主燃油泵调节器泵后压力保持装置设计仿真研究发表时间:2020-06-12T07:34:09.467Z 来源:《防护工程》2020年6期作者:苏志善杨军杰杨瑞[导读] 根据某型航空发动机停车状态下保持主燃油泵调节器泵后压力(2.5~4.0MPa)的要求,通过方案论证、结构设计、仿真分析等手段自主设计了一套泵后压力保持装置。

并通过实际产品验证,证明泵后压力保持装置能够圆满实现停车状态下保持泵后最小压力的要求。

中国航发西安动力控制科技有限公司陕西西安 710077摘要:根据某型航空发动机停车状态下保持主燃油泵调节器泵后压力(2.5~4.0MPa)的要求,通过方案论证、结构设计、仿真分析等手段自主设计了一套泵后压力保持装置。

并通过实际产品验证,证明泵后压力保持装置能够圆满实现停车状态下保持泵后最小压力的要求。

关键词:航空发动机、主燃油泵调节器、压力保持装置、设计仿真、AMESim1 引言某型发动机及衍生型号都是利用齿轮泵作为主燃烧室供油装置。

这些型号发动机在消喘停车关闭主燃油出口油路时,大量燃油通过回油活门回到齿轮泵前,进而导致主燃油泵泵后压力过小,无法正常提供用于风扇和压气机导叶控制的高压油源(大于2.2MPa)。

如何保证停车消喘过程中泵后压力大于2.2 MPa是某型IPE发动机主燃油调节器研制的关键问题。

2 某型主燃油泵调节器简介某型发动机是适应空军未来面临的作战环境和转型要求,在总结我国航空发动机事业几十年来发展经验的基础上自行研发设计的推力增大型加力式涡轮风扇发动机。

发动机采用了具有第四代战斗机动力特征的矢量推力技术和全权限数字式电子控制系统(FADEC),将大幅度提高飞机的机动性、可操作性、可靠性和维修性,使飞机的整体作战效能大大提高。

某型主燃油泵调节器是该型发动机主燃油控制系统的配套产品,它和电子控制器一同工作完成以下功能:1) 齿轮泵对低压燃油系统来油进行增压、供给主燃油计量活门、a1和a2 控制电液伺服阀;2) 按照数字电子控制器信号计量供给主燃烧室的燃油;3) 按照数字电子控制器信号调节风扇导叶角度;4) 按照电子控制器信号调节压气机导叶角度;5) 按照数字电子控制器的信号实现消喘和停车功能、并在消喘和停车过程中保证齿轮泵后压力在一定范围内(2.5~4.0MPa)。

航空发动机装配工(四级)题+答案

航空发动机装配工(四级)题+答案

航空发动机装配工〔四级〕一、填空题1.歼击飞机发动机的主要机件有、、、加力燃烧室和喷管、附件传动装置。

〔每空1分,共3分〕压气机,燃烧室,涡轮2.歼7-E飞机调节锥操纵系统中的回输电位器的作用是将调节锥的位置信号转换成,提供应信号发送器。

〔1分〕电位信号3.压气机的作用是压缩,提高空气压力。

〔1分〕空气4.涡轮的作用是将燃气的部分热能转换成机械能,带动转子和一些附件工作。

〔1分〕压气机5.主燃烧室的作用是与空气混合并进行的地方。

〔每空1分,共2分〕燃油、燃烧6.涡喷13F型发动机低压转子是由、前中介轴承、轴间轴承、后中介轴承支承。

〔1分〕前轴承7.发动机工作时,在到达最大状态以后,继续增加,叫发动机的加力。

〔1分〕推力8.可调喷口的作用是将燃气的部分热能转换为动能,同时,随发动机的工作状态改变喷口的。

〔1分〕直径9.涡喷13F发动机进行加力的方法是在涡轮后有加力燃烧室,使燃油和燃气中的氧气再次混合燃烧,进一步提高燃气的。

〔1分〕温度10.涡喷13F发动机低压转子带动低压转子转速传感器、低压转子转速调节器的离心飞重、工作。

〔1分〕前轴承回油泵11.二速传动机构的作用是使起动发电机和发动机转子之间有两种。

〔1分〕传动比12.滑油系统路线上有滑油箱、进油泵、滑油滤、单向活门等附件。

〔1分〕供油13.涡喷13发动机滑油附件是由、中轴承回油泵、后轴承回油泵、附件机匣回油泵、滑油虑、单向活门组成。

〔1分〕进油泵14.涡喷13F型发动机高压转子是由中轴承、支承。

〔1分〕后轴承15.涡喷13发动机金属屑末信号器的作用是当信号器油滤脏污时,向压力信号灯发出信号。

〔1分〕滑油16.滑油箱内的旋转吸油装置的作用是保证滑油箱在不同飞行姿态时正常地和通气。

〔1分〕供油17.涡喷13F型发动机附件传动机匣上的放油开关是放出附件传动机匣中的。

〔1分〕滑油18.涡喷13F型发动机燃油滑油附件上的两个放油开关分别放出燃油滑油附件里的燃油和。

《电动燃油泵讲》课件

《电动燃油泵讲》课件

工作原理
工作原理
电动燃油泵主要由电机、泵体、控制电路等部分组成。电机驱动泵体旋转,将 燃油从进油口吸入,加压后从出油口排出,通过供油管路供给发动机。
工作过程
当接通电源时,电机开始旋转,带动泵轴和叶轮旋转,燃油被吸入泵体内,在 叶轮的加压下从出油口排出,形成一定的压力供给发动机。
类型与分类
类型
根据结构和用途不同,电动燃油泵可 分为直列式、离心式、旋片式等类型 。
法规与标准
国际法规
关注国际相关法规和标准 的变化,确保产品符合相 关要求。
国内法规
了解和遵守国内相关法规 和标准,确保产品的合规 性和安全性。
认证与测试
积极参加产品认证和测试 ,确保产品性能和质量达 到国际标准。
成本与价格
成本控制
优化生产流程,降低制造成本, 提高产品的性价比。
价格策略
根据市场需求和竞争情况,制定 合理的价格策略,提高产品的竞
它通常包括电流传感器、电压传感器 、温度传感器和压力传感器等,用于 监测电动燃油泵的工作状态和运行参 数。
03
电动燃油泵的性能参数
流量
流量
电动燃油泵的流量是指单位时间内泵送的燃油量,通常以L/h或L/min为单位。流量是衡 量燃油泵输送能力的重要参数,它决定了发动机在各种工况下能够获得的燃油量。
控制单元是电动燃油泵的大脑, 负责控制燃油泵的工作状态和运
行参数。
它通常由微控制器或单片机等集 成电路组成,具有编程和调试功
能。
控制单元通过传感器接收信号, 根据预设的程序逻辑控制电动机
的启动、停止和转速等操作。
传感器
传感器是电动燃油泵的感知器官,负 责监测燃油泵的工作状态和运行参数 。

航空燃油泵

航空燃油泵

航空燃油泵(Fuel Pumps)08032114 周辉摘要:阐述了燃油泵的种类和特点,发展现状,重点论述离心泵的结构特点,工作原理,流量-压力特性曲线。

在飞机上的应用,以及在使用维护中常遇到的问题和解决的途径。

关键词:航空、燃油泵、离心泵引言:目前,液压传动技术在国民经济的各个领域得到了极其广泛的应用,它是最近四十年来快速发展起来的一门工程技术。

液压传动是利用油泵将原动机(电动机,内燃机或其他动力机)的机械能,转换给能在管路中流动的液压油(或燃油、滑油〉、变成液压能,这种具有液压能的工作液再用阀门和管路传送给油马达或油缸,把液压能转换成机械的旋转运动或直线运动进行各种方式的工作。

在燃油系统或润滑系统中,同样必须由油泵确保必要的工作条件。

现代飞机在不断地向高空、高速发展。

各种液压传动系统的性能要求不断地完善,为了提高飞机和其他装备的性能,使发动‘机发挥其最大的效率,并保证其安全正常地工作,就必须提供一系列附件。

其中最基本的就是各种低压补油泵。

在航空发动机的燃油附件中除了主燃油附件(燃油调节器、主燃油泵)外,为了提高燃油供应系统的高空性能和克服燃油流动的阻力,在闭式液压系统中为了补充泄损的工作液等,保证各种液压系统的性能充分的发挥、工作可靠,低压油泵则是不可缺少的一种附件。

而在润滑,低压油泵往往作为它们的心脏,其作用是使发动机得到充分的润滑和冷却,防止螺桨和机翼前缘结冰、保证仪表的工作精度等‘目前一架普通的喷气式飞机或较完善的液压传动系统中所携带的大小低压油泵多达十个以上,可见低压油泵在飞机及液压传动系.统中.的作用也是不可忽视的。

航空油泵是现代飞机和发动机广泛应用的附件。

由于飞机和发动机的种类甚多,因而对航空油泵的要求也是多方面的。

目前使用着的航空油泵多达数十种,种类的繁多必然要造成生产、使用和维护中的困难。

根据目前生产、使用和维护的实际情况,完全必要并且有条件进行系列化和标准化,以便克服由于种类繁多所造成的各种困难。

航空发动机燃油喷嘴的设计与优化

航空发动机燃油喷嘴的设计与优化

航空发动机燃油喷嘴的设计与优化航空飞行是人类最为直接、最为快捷的交通工具,而航空发动机则是飞机的“心脏”,决定着飞行的安全和性能。

燃油喷嘴作为航空发动机的其中一个重要组成部分,对于燃油的喷射和燃烧过程具有至关重要的作用。

因此,设计优化航空发动机的燃油喷嘴,一直是航空工程师们的研究重点之一。

一、航空发动机燃油喷嘴的设计燃油喷嘴是把燃料喷射到燃烧室内形成燃烧的散热器,其结构和性能直接决定了燃烧过程的效率和质量。

燃油喷嘴的设计要满足以下条件:1.燃料喷出速度要适中,在保证足够燃烧的前提下,尽量缩小燃料喷射速度,以减小燃油的分散程度,提高燃烧质量,同时,也能够减少冲击波的引起的噪声和振动。

2.燃料喷雾要均匀,这要求燃油喷嘴在喷出时,能够形成均匀的雾化效果,防止燃料出现滴状或流状现象。

3.燃油喷射角度要精确,航空发动机的燃烧室形状不同,对于不同的燃油喷嘴来说,其喷射角度也要有所调整,以确保燃料喷射到燃烧室的最优位置,尽可能地提高燃烧效率,减少废气排放。

二、航空发动机燃油喷嘴的优化航空发动机燃油喷嘴的设计需要重点考虑喷口径,喷口形状和喷油压力三个方面,优化这些因素可以提高其喷雾效果和喷射精度。

此外,为了使发动机燃料效率得到最大化,通过优化燃油喷嘴的设计,实现燃油喷射的匹配,进一步改进废气排放和燃油消耗的情况。

1. 喷口径的优化喷口径越小,则燃料能够更加均匀地喷到燃烧室中,使燃烧效率得到提高,同时还能减少喷口对空气流动的影响,使燃油消耗更加可控。

但是喷口径过小,则又会对燃油的流动和传输产生较大的阻力,需要更大的喷油压力才能达到所需要的喷射速度,此时就需要对喷油压力的控制精度加强。

2. 喷口形状的优化不同形状的喷口对于燃油喷射的效果是不同的。

一般而言,锥形燃油喷嘴的喷雾效果比较好,其射出的燃油雾滴分布相对均匀,因此,其燃烧效率更高。

同时,锥形喷嘴的流体外形结构相对简单,易于制造和维护,因此也更受航空发动机制造商的欢迎。

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

飞机燃油泵

飞机燃油泵

燃油泵1林万蔚(1南昌航空大学飞行器工程学院,南昌10063112)【摘要】:燃油泵是飞机燃油系统的主要附件,用来给发动机(或发动机Ⅱ级增压泵)进口提供所需流量和压力的燃油。

在各种燃油泵中,离心泵在飞机燃油系统中的应用最为广泛。

本文重点阐述了离心泵的基本理论知识和其在飞机上的应用,并列举其在使用维护中常遇到的问题和解决的途径。

【关键词】:燃油泵;离心泵;结构特点;工作原理;使用维护1前言燃油泵是一种通用的流体输送机械,广泛应用于汽车、水利、航空等行业中。

作为飞机燃油系统重要的附件,其工作的安全性、可靠性和效率的高低将直接影响飞机的飞行安全和品质。

燃油泵在长时间工作后,常会发生各种故障,给安全飞行带来隐患。

通过对飞机上最常用的离心泵的相关知识的研究,掌握其结构特点、工作原理、性能特点和工作特性,并根据其在飞机燃油系统中的实际应用情况,学会正确有效地使用离心泵和处理其在日常维护中常见的故障。

2燃油泵燃油泵(图1)是飞机燃油系统的主要附件,通常安装在邮箱内部,给发动机(或发动机Ⅱ级增压泵)进口提供所需流量和压力的燃油;或按规定顺序做油箱间燃油传输,以保证飞机重心变化符合规定要求。

泵内还常设有单向阀,在泵发生故障时,可减少泵的流动阻力[1]。

图1燃油泵2.1燃油泵的种类和特点根据其结构不同,燃油泵可分为离心泵、轴流泵、引射泵。

离心泵是指叶轮排出的液流基本上在与泵轴垂直的面内流动的动力式泵。

其主要特点为:流量大、工作平稳、输出流量和压力均匀、效率较高、气蚀性能较好、重量轻、抗污能力强、可靠性高和适用于高转速等[2]。

轴流泵:靠旋轮叶轮的叶片对液体产生的作用力使液体沿轴线方向输送的泵。

其主要特点为:流量大、运行平衡性好,稳定、振动小、噪音低、可靠性高、互换性好等优点[3]。

引射泵:通过喷射流体进行动量交换,传递能量实现抽吸混合和输送流体的泵。

其主要特点为:外廓尺寸小、重量轻、寿命长、无活动部件,在油箱中不需引入导线,吸油管可放在油箱的任何地方,方便布置[4]。

电机在航天航空设备中的应用有哪些新进展

电机在航天航空设备中的应用有哪些新进展

电机在航天航空设备中的应用有哪些新进展在当今航天航空领域的快速发展中,电机作为关键的动力和驱动部件,发挥着至关重要的作用。

随着科技的不断进步,电机在航天航空设备中的应用也取得了一系列令人瞩目的新进展。

首先,让我们来了解一下电机在航天航空领域的重要性。

在航天器和航空器中,电机用于驱动各种关键系统,如飞行控制系统、姿态调整系统、推进系统、能源管理系统等。

它们的性能和可靠性直接影响着飞行器的运行安全和任务的成败。

在飞行控制系统中,高精度的电机能够实现对飞行器姿态和方向的精确控制。

传统的电机在精度和响应速度方面已经取得了很大的进步,但新型的无刷直流电机和永磁同步电机凭借其更高的效率、更小的体积和更轻的重量,逐渐成为主流选择。

这些电机能够快速响应控制系统的指令,确保飞行器在复杂的飞行环境中保持稳定。

在姿态调整系统中,电机的作用同样不可小觑。

近年来,出现了一种被称为磁悬浮电机的新技术。

这种电机利用磁力使转子悬浮在空中,消除了机械摩擦,大大提高了电机的效率和寿命。

同时,磁悬浮电机还能够实现更精确的控制,使航天器在太空环境中的姿态调整更加准确和迅速。

推进系统是航天航空领域的核心之一,而电机在其中也有着新的应用突破。

电推进技术作为一种新型的推进方式,正逐渐受到关注。

与传统的化学推进相比,电推进系统具有更高的比冲和更低的燃料消耗。

在电推进系统中,离子发动机和霍尔效应推进器等都依赖于高性能的电机来产生和控制电场和磁场,从而加速离子或带电粒子,产生推力。

这些电机通常需要在高真空、高温和强辐射等极端环境下稳定工作,对电机的材料和制造工艺提出了极高的要求。

在能源管理系统方面,电机也发挥着重要的作用。

随着太阳能技术的不断发展,太阳能电池板在航天器中的应用越来越广泛。

为了提高太阳能的利用效率,需要电机来精确调整太阳能电池板的角度和方向,使其始终对准太阳。

此外,在能源存储和分配过程中,电机驱动的泵和压缩机等设备能够确保能源的高效传输和利用。

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。

飞机发动机工作系统—燃油和控制系统

飞机发动机工作系统—燃油和控制系统
发动机燃油控制系统的发展经历了三个阶段,传统的液压机械式控制,监控型电子控制, 现代的全功能数字式发动机控制FADEC.
液压机械式控制
两大部分:燃油计量部分和燃油计算部分 燃油计量部分:通过控制计量活门开度的
大小来改变供油量。 燃油计算部分:负责感受来自发动机的工
作参数(进气温度、转子转速)、飞行情 况(飞行高度、速度等)和油门杆的位置, 计算发动机的燃油需要量,调节计量活门 的开度,以防止发动机过热、失速、喘振 和熄火。
发动机燃油系统的主要部件 其他燃油部件
发动机燃油系统的主要部件 其他燃油部件
发动机燃油系统的主要部件 其他燃油部件
燃油控制系统
发动机控制的基本方面 稳态控制:在人工指令不变的情况下,对外界干扰引起的发动机状态变化,能消除干 扰的影响,保持既定的发动机稳定工作点不变的控功能。 过渡控制:在人工指令改变的情况下,控制发动机从原有工作状态,平稳、快速、准确 地过渡到所选定的新的工作状态。 安全限制:在各种工作状态和全部的飞行条件下,保证发动机主要参数不超出安全范围。
减额定起飞推力 把起飞推力额定比最大起飞推力低的级别,它是该发动机减额定后,起飞时所能产生的最大推 力。
减起飞推力 指起飞推力低于减额定起飞推力的推力。
液压机械式控制
燃油计量部分:通过控制计量活门开度的大小来改变供油量。
液压机械式控制-民用航空发动机常用燃油控制器的共同点:
1、同燃油控制器联用的燃油泵通常有齿轮泵、柱塞泵和叶片泵。 2、控制器一般分为计算部分和计量部分。 3、改变燃油流量一般通过改变计量活门的流通面积和计量活门前、后压差实现。 4、转速调节器通常实施闭环转速控制。 5、一般燃油控制器采用三维凸轮作为计算元件,由凸轮型面给出加速的供油计划。 6、最小压力和关断活门:发动机工作时,起增压活门作用;发动机停车时,活门关闭,切断供油。 7、风车旁路活门及油泵卸荷活门:发动机工作时,风车旁路活门关闭,油泵后燃油压力上升,打开 最小压力活门向燃油总管供油;在发动机停车时,活门打开,使油泵卸荷活门处于卸荷状态,给 处于风车状态下的发动机所驱动的油泵卸荷。 8、进入燃油控制器的高压油,先经燃滤过滤。粗油滤过滤后的燃油作为主燃油;另一部分再经细i油滤过滤后 作为伺服油。

LEAP-1A发动机燃油喷嘴设计缺陷及在翼解决措施

LEAP-1A发动机燃油喷嘴设计缺陷及在翼解决措施

LEAP-1A发动机燃油喷嘴设计缺陷及在翼解决措施作者:梁勇孙军军来源:《航空维修与工程》2021年第11期摘要:本文介绍了LEAP-1A发动机燃油喷嘴的设计缺陷,分析了故障特点、原因,提出了解决措施及技术展望。

关键词:LEAP-1A发动机;燃油喷嘴;解决措施Keywords:LEAP-1A engine;fuel nozzle;solutions0 引言LEAP-1A型发动机由CFMI公司生产的新型民用航空发动机。

从2016年投入商业运营至2021年7月已生产了2123台,装备于965架A320neo飞机。

该型发动机与其同型号发动机(-1B、-1C)是下一个十年世界民用航空机队的主力发动机。

LEAP-1A型发动机在设计过程中,CFMI公司的母公司美国GE公司和法国赛峰公司投入了大量先进技术,使其相比CFM56型发动机在工作效率、燃油耗量、安全性以及改善碳排放、NOx排放量等方面都有显著提高,但由于过度强调节油性,该型发动机的燃油喷嘴存在重大设计缺陷。

本文介绍了LEAP-1A型燃油喷嘴的结构,分析了设计缺陷的原因,介绍目前厂家给出的在翼解决方案,并提出改进思路,为设计、维护该类型发动机提供借鉴。

1 燃油喷嘴简介LEAP-1A型发动机燃油喷嘴是3D打印构件,每台发动机有19个喷嘴,均布在燃烧室机匣前端。

与传统机加方法生产的燃油喷嘴相比结构更复杂,重量更轻(见图1)。

燃油喷嘴有两个进油口,其中与燃油次级总管相连的是喷嘴副值班油路(fuel pilot secondary circuit),与燃油主级总管相连的进油口在喷嘴内部分为喷嘴主油路(fuel main circuit)和主值班油路(fuel pilot primary circuit),副值班油路和主油路内有单向活门(check valve)和流量活门(flow divider valve)(见图2)。

受电子发动机控制组件(EEC)的控制,燃油喷嘴在不同的工作状态下有不同的工作油路和供油量,慢车、滑行、下降时,主油路不工作,主值班油路、副值班油路中供油量;起飞、爬升、巡航、反推工作时,主油路高供油量,主值班油路、副值班油路低供油量;进近时,主油路不工作,副值班油路高供油量,主值班油路低供油量。

航空小知识——航空发动机控制系统和主要附件的介绍

航空小知识——航空发动机控制系统和主要附件的介绍

航空小知识——航空发动机控制系统和主要附件的介绍航空发动机控制系统民航发动机的控制技术在近年来有着惊人的发展。

为了适应高性能和高精度的要求,民航发动机控制技术经过了从传统的液压机械式控制向数字电子控制的转变阶段,并且经历了从单个部件到整体、从模拟式到数字式、从有限功能到全权控制的发展过程。

液压机械式及气动机械式燃油控制器液压机械式及气动机械式燃油控制器是从早期飞机上单一的功能发展起来的。

从简单的开环控制到后来的多回路开、闭环复合控制。

液压机械式及气动机械式燃油控制器由液压机械式调节器、启动机械式调节器和燃油控制器等组成。

除控制燃油流量外还可以控制发动机的可变几何形状如可调静子叶片、放气活门等。

液压机械式调节器,其计算是由凸轮、杠杆、滚轮、弹簧、活门等机械元件组合实现的,液压油作为伺服介质。

气动机械式调节器的计算则是由膜盒和连杆等气动元件组合进行的,空气作为伺服介质。

燃油控制器是发动机燃油系统的主要部件。

燃油控制器分为计量部分和计算部分,或者说是供油部分和控制部分。

计量部分按照飞行员的要求的推力(功率),在发动机工作限制内,根据计算部分提供的数据向发动机提供燃油。

计算部分通过感受各个部分的参数,控制计量部分输出的燃油。

监控型电子控制器监控型发动机电子控制器是在原有的液压机械式控制器HMU(或者称为FCU)基础上,再增加一个发动机电子控制器EEC(或者称为ECU),两者共同工作实施对发动机的控制。

在这类型发动机控制中,液压机械式控制控制器为主控制器,发动机电子控制器具有监督能力。

前者负责发动机的完全控制,包括启动、加速、减速控制和转速控制;后者负责对推力进行精确的控制,以及对发动机的主要工作参数进行安全限制、状态监控和故障诊断。

全功能数字电子控制全功能(或者称为全权限)数字电子控制FADEC是当今发动机研究的主要方向。

它使发动机的控制技术、控制精度和控制范围达到了新的高度在FADEC控制中,发动机电子控制器EEC(或ECU)是它的核心,FADEC系统是管理发动机控制的所有控制装置的总称。

飞机燃油泵

飞机燃油泵

燃油泵1林万蔚(1南昌航空大学飞行器工程学院,南昌10063112)【摘要】:燃油泵是飞机燃油系统的主要附件,用来给发动机(或发动机Ⅱ级增压泵)进口提供所需流量和压力的燃油。

在各种燃油泵中,离心泵在飞机燃油系统中的应用最为广泛。

本文重点阐述了离心泵的基本理论知识和其在飞机上的应用,并列举其在使用维护中常遇到的问题和解决的途径。

【关键词】:燃油泵;离心泵;结构特点;工作原理;使用维护1前言燃油泵是一种通用的流体输送机械,广泛应用于汽车、水利、航空等行业中。

作为飞机燃油系统重要的附件,其工作的安全性、可靠性和效率的高低将直接影响飞机的飞行安全和品质。

燃油泵在长时间工作后,常会发生各种故障,给安全飞行带来隐患。

通过对飞机上最常用的离心泵的相关知识的研究,掌握其结构特点、工作原理、性能特点和工作特性,并根据其在飞机燃油系统中的实际应用情况,学会正确有效地使用离心泵和处理其在日常维护中常见的故障。

2燃油泵燃油泵(图1)是飞机燃油系统的主要附件,通常安装在邮箱内部,给发动机(或发动机Ⅱ级增压泵)进口提供所需流量和压力的燃油;或按规定顺序做油箱间燃油传输,以保证飞机重心变化符合规定要求。

泵内还常设有单向阀,在泵发生故障时,可减少泵的流动阻力[1]。

图1燃油泵2.1燃油泵的种类和特点根据其结构不同,燃油泵可分为离心泵、轴流泵、引射泵。

离心泵是指叶轮排出的液流基本上在与泵轴垂直的面内流动的动力式泵。

其主要特点为:流量大、工作平稳、输出流量和压力均匀、效率较高、气蚀性能较好、重量轻、抗污能力强、可靠性高和适用于高转速等[2]。

轴流泵:靠旋轮叶轮的叶片对液体产生的作用力使液体沿轴线方向输送的泵。

其主要特点为:流量大、运行平衡性好,稳定、振动小、噪音低、可靠性高、互换性好等优点[3]。

引射泵:通过喷射流体进行动量交换,传递能量实现抽吸混合和输送流体的泵。

其主要特点为:外廓尺寸小、重量轻、寿命长、无活动部件,在油箱中不需引入导线,吸油管可放在油箱的任何地方,方便布置[4]。

航空燃油泵

航空燃油泵

航空燃油泵(Fuel Pumps)08032114 周辉摘要:阐述了燃油泵的种类和特点,发展现状,重点论述离心泵的结构特点,工作原理,流量-压力特性曲线。

在飞机上的应用,以及在使用维护中常遇到的问题和解决的途径。

关键词:航空、燃油泵、离心泵引言:目前,液压传动技术在国民经济的各个领域得到了极其广泛的应用,它是最近四十年来快速发展起来的一门工程技术。

液压传动是利用油泵将原动机(电动机,内燃机或其他动力机)的机械能,转换给能在管路中流动的液压油(或燃油、滑油〉、变成液压能,这种具有液压能的工作液再用阀门和管路传送给油马达或油缸,把液压能转换成机械的旋转运动或直线运动进行各种方式的工作。

在燃油系统或润滑系统中,同样必须由油泵确保必要的工作条件。

现代飞机在不断地向高空、高速发展。

各种液压传动系统的性能要求不断地完善,为了提高飞机和其他装备的性能,使发动‘机发挥其最大的效率,并保证其安全正常地工作,就必须提供一系列附件。

其中最基本的就是各种低压补油泵。

在航空发动机的燃油附件中除了主燃油附件(燃油调节器、主燃油泵)外,为了提高燃油供应系统的高空性能和克服燃油流动的阻力,在闭式液压系统中为了补充泄损的工作液等,保证各种液压系统的性能充分的发挥、工作可靠,低压油泵则是不可缺少的一种附件。

而在润滑,低压油泵往往作为它们的心脏,其作用是使发动机得到充分的润滑和冷却,防止螺桨和机翼前缘结冰、保证仪表的工作精度等‘目前一架普通的喷气式飞机或较完善的液压传动系统中所携带的大小低压油泵多达十个以上,可见低压油泵在飞机及液压传动系.统中.的作用也是不可忽视的。

航空油泵是现代飞机和发动机广泛应用的附件。

由于飞机和发动机的种类甚多,因而对航空油泵的要求也是多方面的。

目前使用着的航空油泵多达数十种,种类的繁多必然要造成生产、使用和维护中的困难。

根据目前生产、使用和维护的实际情况,完全必要并且有条件进行系列化和标准化,以便克服由于种类繁多所造成的各种困难。

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.

航空用涡喷发动机的电动燃油泵设计与研究

航空用涡喷发动机的电动燃油泵设计与研究

No. 5May 2021第5期2021年5月组合机床与自动化加工技术Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Techninue文章编号:1001 -2265(2021)05 -0077 -04DOI # 10.13462/j. cnki. mmtamt. 2021.05.018航空 动机的电动研究**收稿日期:2020 -10-27 "修回日期:2020 -12-03*基金项目:贵州省科技支项目(黔科合支撑* 2017 ] 2037)作者简介:赵磊(1985—),男,河南周口人,贵州凯敏博机电科技有限公司工程师,硕士,研究方向为微特电机及电动燃油泵设计,(E - mail ) zha-***************;通讯作者:冯治国(1978—),男,贵州湄潭人,贵州大学教授,博士生导师,研究方向为先进制造技术、机电一体自动 化装备等,(E - mail ) **************.cv o赵 磊1,张 宇1,杨 立2,谭帅极2,冯治国2(1.贵州凯敏博机电科技有限公司,贵阳550009;2.贵州大学机械工程学院,贵阳550025)摘要:针对涡喷发动机的电动燃油泵出口压力精度低、电刷氧化造成起动电流对电控系统冲击大等 问题, 一种无机 。

研究了 包算与偏移 ,对无机进行了建模与有限元分析, 了与电机控制算法等对 发动机统中出油口压力的影响。

明:在转速闭环状态,0.2 -0. 6 MPa 不同出下进行了测试,其出口压力精度满足±0.002 5 MPa 。

证明了无 机统的可靠性#关键词:涡喷发动机;电动燃油泵;无刷直流电机;PID 控制中图分类号:TH35;TG65 文献标识码:ADesign and Realization of an Electric Fuel Pump for Turbojet EngineZHAO Lei 1(ZHANG Yu 1(YANG Li 1'2 ,TAN Shuai-jl 2(FENG Zhi 滚uo 2(1. Guizhou Kaiminbo Mechanical & Electuo Technology Co. , Ltd. , Guiyang 550009 , China ;2. School of Mechanical Engineering , Guizhou Universito , Guiyang 550025 , China )AbstracU According to the low ouiet pressure accuracy of he electic fuel pump of he turbojet engine and the impact of he starting current on the electronic conhol system caused by the oxidation of the brush ,hhispaperdesignsabrushle s DCmohorfuelpump.Thegearpump shruchureincluding displacemenhcalcu- lahion and o f sehdesign wasshudied , and hhebrushle s DCmohorismodeled and finiheelemenhanalyeed. Thee f echofgearpump shruchureand mohorconhrolalgorihhm on hheouhlehpre s urein hhefuelsyshem of hhehurboeehenginewasshudied.Theresulhsshowed hhah , in hheclosed loop shahe , hheheshisperformed ahdiferent outlet pressures from 0. 2 to 0. 6 MPa , its outlet pressure accuracy meeti ±0. 002 5 MPa. The re- sulhsprovehhereliabilihy ofhhefuelpump fuelsyshem ofhhebrushle s DCmohorKey worrs : turbojei engine ; elecWp fuel pump ; brushles s DC motor ; PID conhol0引言电 泵率大、响应快、大范围高的 测量控制 势,已广泛应用于无人机、巡航 兵器领域的涡喷发动机 系统。

航空发动机燃油系统的仿真与优化设计

航空发动机燃油系统的仿真与优化设计

航空发动机燃油系统的仿真与优化设计随着航空业的不断发展和技术进步,航空发动机的燃油系统也变得越来越复杂,其性能与可靠性对整个飞机的安全和经济性都有着重要的影响。

在航空发动机设计中,燃油系统是其中一个关键的系统,其设计优化也是非常重要的。

因此,采用仿真技术对燃油系统进行优化设计,已经成为了一种主流的方法。

一、航空发动机燃油系统的组成航空发动机燃油系统主要由燃油供应系统、燃油喷射系统、燃油燃烧系统和燃油管理系统等组成。

其中,燃油供应系统主要负责将燃油从油箱输送到燃油喷射系统中,而燃油喷射系统则负责将燃油喷射进入燃烧室中,燃烧后产生动力。

燃油管理系统则是对燃油进行管理控制的系统,包括燃油油量、供应等参数的控制。

二、航空发动机燃油系统仿真的重要性在航空发动机的设计过程中,针对燃油系统的优化设计是非常关键的。

通过使用仿真软件对燃油系统进行仿真与模拟,可以有效的优化燃油系统的设计,提高燃油系统的性能和可靠性。

首先,通过仿真分析可以得出燃油系统的参数,例如:燃油流量、燃油压力、燃油温度等参数。

这些参数对于设计燃油系统来说非常重要,通过优化这些参数可以提高燃油系统的效率和可靠性,同时减少能源浪费和对环境的影响。

其次,通过仿真软件可以对燃油喷射系统进行优化设计。

例如:采用不同的喷油器材质和结构、喷雾角度的改变等来改善燃油的喷射效果,不仅可以提高燃油的利用率,减少排放和噪音,还可以提高燃烧效率,减少燃油消耗和降低运行成本。

另外,通过仿真可以对燃油系统中的任何一个组件进行维护和升级。

例如:可以检查燃油油泵、燃油高压泵、燃油喷油嘴等配件的有效性和安全性,对其进行修理或升级,以确保发动机长期稳定、安全的运行和最佳性能。

三、航空发动机燃油系统仿真的优势与传统的试验方法相比,采用仿真技术来优化燃油系统设计有着许多优势,包括:1. 时间和成本的节约在航空发动机设计中,通过实验检测来测试不同的燃油系统设计可能需要花费巨额资金和数月时间。

离心泵用作航空发动机主燃油泵研究

离心泵用作航空发动机主燃油泵研究
p mp o b s d a i u lp mp . u s t e u e sman f e u s
Ke r s e tfg 1p mp;manfe u y wo d :cnr u a u i i u lp mp;a re gn eo n ie
1 引言
变速离心泵 的优越性早 已被认知, 并在一定领
w t t e y e f u s ih oh rtp so mp .Ce t f g u sd v n b e u n yc n e so tra e ito u e n t e i v siai n p nr u a p mp r e y f q e c o v r in moo r n rd c d i h e t t i l i r n g o a d a pi ain o e o n i e d s i u e o t l y tm.T i u c s f l p l a in ly h u d t n f rc n r u a n p l t fa r e gn it b t d c nr se c o r os h ss c e s p i t st e f n ai o e t f g u a c o a o o i l
口压力高 , 起动时供油 , 待转速增大 到一定值后 , 在 离心力作用下 , 随转子 一起旋转 的旋板克服其外侧
压紧的弹簧力 , 脱离固定在 中心的定子凸轮型面 , 供
油则停止 , 改由转换活 门实现离心泵供油。
技 术要 求 — — 改 进或在研 预 研

工作 、 紧凑的结构和低廉 的维修成本 , 越来越广泛地 得到应用。采用变频 电动机驱动的离心泵 , 不但可
以提高航空发动机的性能 , 为离心泵用作主燃油 还
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航空发动机的一种新型主燃油泵设计
离心泵是航空发动机燃油系统应用最多的增压泵,结构简单,体积小,质量轻,抗污染能力强,寿命长。

具有同样优点的齿轮泵已成为采用最多的主燃油泵。

若将离心泵和齿轮泵合为一体,设计成组合泵,既简化了传动机匣的设计,又减轻了质量,因此,这种组合泵的应用很有前途,尤其是在民航领域。

但是,随着航空发动机推重比(或功质比)的不断增高,对泵的要求也在提篼,为此,在不断挖掘各种泵的潜力的同时,还要对新型燃油泵进行研究。

2航空发动机对主燃油泵的新要求寿命增压温升可靠性进口压力7Zm为满足上述要求,在泵的组合形式、设计计算、材料选择等方面均需有新的思路和创新。

3选型的创新众所周知,提高泵的转速是减轻泵的质量的主要途径,对现有广泛采用的离心-齿轮组合泵来说,离心增压泵提高转速的潜力很大,转速提高后,若要改善泵的吸人性能、提高汽蚀比转速,在其叶轮进口设置诱导轮即可。

而齿轮泵则难以满足要求,其原因:一是齿轮栗在高速、高压、长寿命时值过大,滑动轴承设计困难,所以齿轮泵对转速的提高有一定的限制;二是在高流量比时,齿轮泵的大量回油将使低的温升目标难以实现。

经过俄罗斯和美国专家的共同研究试验,试制成功一种由带诱导轮的低压离心栗、变流量的高压离心泵和三级旋涡泵组合而成的新型
的主燃油泵,简称离心-高压变流量旋涡泵,如所示。

这种泵的最大转速为27000r/min.为满足发动机对泵的新要求,这种组合泵中的离心泵在其设计思想上有着大胆的创新。

4.2航空发动机用离心泵的工作特点由于航空发动机有慢车、巡航、额定、最大(起飞)等工作状态,离心泵亦有与之相对应的不同的供油量,在这种情况下,传统设计把最大流量定为设计流量显然不合理,因为发动机在该状态下工作的时间短,高效率状态未充分显示出优越性。

为了减少功率消耗,减轻泵的质量,应该选择发动机工作时间最长的巡航状态的流量作为设计流量。

4.3离心泵设计流量的确定发动机巡航状态的需油量约为最大流量的70%,这时离心泵的效率曲线如所示。

在这种情况下,发动机最大状态时泵的效率还是比较高的,但由于设计流量是原来的70%,泵的体积就可明显减小,以利于泵的功质比的提高;而在发动机巡航状态,由于泵的效率的提高,则又可减少发动机的功率消耗。

4设计思想的创新设计思想的创新主要表现在离心泵设计点流量的选择与传统设计不同。

4.1民用泵的运行区间离心泵的特性曲线一般是指转速一定时,泵的扬程H(AP)、效率7、温升At、消耗的功率N与流量Q的关系曲线,心=/(<3)及JV=/(Q),如所示。

设计理想的离心泵应该在设计流量Qd运行时,扬程达到设计要求Hd,同时效率要最高。

为了扩大泵的使用范围,又不使效率过低,一般将设计流量的80% ~120%定为离心泵的运行区间。

5降低温升的新措施广泛采用的齿轮泵从进口到出口温度升高,热量的主要来源是小流量时回油活门大量回油将液压能转变成的热能,但回油活门又是齿轮泵用来调节流量必不可少的组件,所以,要想增大流量比,降低泵的温升,使,齿轮泵是无法达到的。

在离心-高压变流量旋涡组合泵中,流量调节的任务由组合泵中的高压离心泵来完成。

从离心荥的工作机理可知,当叶轮中流动速度不变时,叶轮的宽度与通过它的流量成正比。

所以,为达到调节流量的目的,可将效率高的闭式叶轮设计成带叶片的叶轮体和前盖板两部分,为减少磨损及发热,叶轮体上的叶片采用机械加工成形,前盖板上有和叶片形状相同、滑动配合的形孔,由伺服活塞根据调节系统的指令控制前盖板的位置,改变叶轮的宽度,实现流量的调节。

6旋涡泵及其协同工作旋涡泵的主要构成是叶轮和流道,在叶轮上有径向弯曲的叶片,叶轮在圆柱形的栗壳中转动。

在泵壳的2个侧面各有1个与叶轮同心的半圆形的流道,工作中由于液体多次从流道中旋转进入叶片而获得能量。

所以在尺寸相同的条件下,旋涡泵的扬程要比离心泵高2~5倍;旋涡泵结构比较简单,成本较低;大部分旋涡泵具有自吸能力,且能抽送气体和液体的混合物,所以在低进口压力时亦能正常工作;在该组合泵中旋涡泵选用了半圆形截面的流道,由于在结构上对称布局,轴向力、径向力基本抵销,故其轴承的负荷很小,所以可以在高转速下工作。

在这种组合泵中旋涡栗是3级串联的,其目的是为了提高4%的起动点火转速时的燃油压力,使其顺利点火起动。

单级旋涡泵的扬程流量的特性曲线H=/(Q),如所示。

其中曲线13分别是半径由小到大的各级旋涡泵的特性曲线,曲线4则为串联后的特性曲线。

在同样的4%转速下,高压离心泵的扬程要比旋涡泵低得多,所以起动初始阶段只能由旋涡泵供油。

随着转速的升高,当高压离心泵的扬程达到负载要求的压力时,由旋涡泵和高压离心泵共同供油。

若供油量为Q,则0= +Q2,其中Qi为旋涡泵的供油量,由负载管路特性曲线5()和特性曲线的交点A的位置决定。

Q2为高压离心栗供油量,由伺服活塞控制叶轮流道的过流面积来达到。

由于旋涡泵的供油量远小于2,故旋涡栗效率低的缺点可忽略不计。

7离心-高压变流量旋涡组合泵的性能据了解,由俄罗斯、美国专家们共同研制的一种离心-高压变流量旋涡组合泵已用于GE90发动机上,其性能指标见表1.表1 GE90发动机离心-高压变流量旋涡组合泵性能指标参数慢车最大流量比温升CC)质量(kg)首翻期i)GE90发动机原来用的离心- -齿轮组合泵与现用的离心-高压变流量旋涡组合泵的性能比较见表表2 2种组合泵的性能比较参数离心-齿轮组合泵离心-旋涡组合泵首翻期(h)注:首翻期与零件选用的材料有关。

叶轮若选用碳钢,则首翻期为lOOOOh;若选用碳化硅,则首翻期可达40000~50000h.从表2中的数据比较可看出,离心-高压变流量旋祸组合栗的性能比离心-齿轮组合泵的明显优越,若考虑离心-高压变流量旋涡组合栗还可减轻发动机传动机匣质量,对提高航空发动机推重比就更有利了。

8结束语综上所述,可看出这种新型的带诱导轮的离心泵和高压
变流量旋涡泵构成的组合泵能满足发动机发展的需要,并很有发展前途。

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