航空发动机控制系统的研究目的与发展
航空涡轮发动机的研究现状与展望

航空涡轮发动机的研究现状与展望航空领域是一个不断发展的领域,而航空涡轮发动机作为飞机的动力装置,也在不断地进行着研究和发展。
本文将对航空涡轮发动机的研究现状和展望进行论述。
一、航空涡轮发动机的研究现状1.1 传统燃气涡轮发动机传统燃气涡轮发动机是最常见的一种涡轮发动机,其工作原理是通过高速旋转的涡轮叶片驱动空气压缩机进行气压增加,在燃油的喷射下加热气体,并驱动涡轮以满足飞机的推力需求。
这种发动机的优点是可靠性高、推力大、效率较高,但也存在一些缺点,比如在起飞阶段需要消耗较大的燃料,这对环境和空气质量也会有一定的影响。
1.2 新型燃气涡轮发动机随着科技的不断发展,新型的燃气涡轮发动机也得到了广泛的研究。
其中比较有代表性的是涡扇发动机、超高涵道比涡轮发动机等。
涡扇发动机是一种大涵道比的发动机,因为它具有较强的气流特性,能够提高燃油效率,所以被广泛应用于商用飞机。
超高涵道比涡轮发动机的优势在于可以提高燃油效率,同时也可以减少噪音和振动,这种发动机的发展也在逐渐推动飞机的革新和进步。
1.3 喷气推进发动机除了燃气涡轮发动机,喷气推进发动机也是一种非常重要的涡轮发动机。
它的工作原理是通过喷射高速气流来提供飞机的推力。
喷气推进发动机相对于传统的燃气涡轮发动机,具有燃油效率高、噪音小、起飞阶段不消耗过多燃料等优点,在商用飞机和军用飞机中都有着广泛的应用。
二、航空涡轮发动机的展望2.1 新能源涡轮发动机的研究随着全球环境问题的日益严重,人们对于环保型涡轮发动机的研究和应用越来越关注。
纯电动飞机的出现为研究新能源涡轮发动机提供了重要的契机。
新型的新能源涡轮发动机可以使用氢气、天然气、甲醇、乙醇等可再生能源作为燃料,与此同时,它也具有减少二氧化碳排放、降低噪音污染等优势。
因此,新能源涡轮发动机在未来的研究中将会得到更多的重视。
2.2 数字化技术的应用数字化技术在现代飞机制造和运营中发挥着越来越重要的作用。
在涡轮发动机领域的应用中,数字化技术可以用于增强控制和监测系统的准确性和可靠性、提高航空发动机的性能和可持续性、实现更高效的设计和制造过程等。
航空发动机健康管理系统研究与应用
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航空发动机健康管理系统研究与应用近年来,随着民航业的快速发展,航空安全问题越来越受到社会和政府的严肃关注。
其中,航空发动机是飞机能否安全起降的关键因素之一。
因此,发动机健康管理系统的研究和应用变得至关重要。
一、发动机健康管理系统的定义和意义发动机健康管理系统指的是一种管理和监测发动机状态的技术系统,它可以通过收集、处理、分析发动机运行数据,评估发动机的健康状况并提供预警信息,从而实现对发动机的全生命周期管理。
发动机健康管理系统的应用可以提高发动机可靠性、延长使用寿命、降低维护成本和提升安全性能。
二、发动机健康管理系统的研究和发展现状目前,国内外航空公司和机构已经开展了大量的研究和应用实践,形成了较为完善的技术体系和管理模式。
其中,美国航空航天局(NASA)和欧洲航空防务集团(EADS)是全球发动机健康管理技术的先进单位,其开发的健康管理软件已被广泛应用于各种类型的航空发动机。
国内也有多家企业投入研发,如汉阳航空发动机有限责任公司、中航工业测控技术研究所等。
三、发动机健康管理系统的研究方法和技术手段发动机健康管理系统的研究主要包括以下几个方面:1、发动机运行数据的收集和分析:通过安装传感器记录发动机运行数据,并采用信号处理技术提取信息。
2、故障检测和诊断:通过建立故障模型和运用机器学习算法实现故障诊断和预测,从而提高发动机的可靠性。
3、健康评估和预警:通过实时分析发动机数据,判断其健康状态,并预测未来可能的故障情况,提供预警信息。
4、维修保养管理:通过发动机健康管理系统提供的健康状态信息,制定针对性的维修保养计划,延长发动机寿命并降低维修成本。
四、发动机健康管理系统的应用情况目前,发动机健康管理系统已经在国内外多家航空公司、机构和发动机制造商得到广泛应用,具有重要的经济效益和安全保障意义。
以航空工业集团旗下的歼-20战斗机为例,其使用的国产涡扇-10C发动机就采用了自主研发的健康管理系统,保证了歼-20战斗机飞行安全和维修保养的高效性。
航空发动机项目可行性研究报告
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航空发动机项目可行性研究报告一、项目背景随着航空业的迅猛发展,航空发动机作为航空器的核心部件,其可靠性和性能的提升对航空安全和航空运营的效益具有重要意义。
因此,进行航空发动机项目的可行性研究,对我国航空产业的发展具有重大意义。
二、研究目的本研究的目的是评估航空发动机项目的可行性,包括其市场前景、技术可行性、经济可行性和风险评估等方面。
三、市场前景分析1.航空市场的增长趋势:随着全球航空客运市场的不断扩大,航空发动机的需求也将呈现增长态势。
2.国内外竞争态势:国际上的航空发动机制造商具有较高的技术实力和品牌知名度,国内企业需要提升自身技术水平和品牌形象,以便在市场竞争中取得优势。
3.政策支持:国家对航空领域的发展给予了积极的政策支持,为航空发动机项目提供了有利的发展环境。
四、技术可行性评估1.技术难题:航空发动机的设计、制造和测试过程中面临复杂的技术难题,包括材料选择、燃烧效率和排放控制等方面的挑战。
2.技术进步空间:随着科技的不断进步,航空发动机技术也在不断创新,可以通过引入新材料和先进制造技术等手段来提高发动机的性能。
五、经济可行性评估1.投资成本:航空发动机项目的投资成本较高,包括研发费用、生产设备和人力资源等方面的支出。
2.成本收益分析:需要对项目的生产成本、销售收入和利润进行合理的估算和预测,以评估项目的经济可行性。
六、风险评估1.技术风险:航空发动机项目的技术研发过程中可能会面临技术难题和技术风险,需要充分评估和应对。
2.市场风险:由于航空发动机市场竞争激烈,项目可能面临市场份额争夺和价格波动等风险。
3.政策风险:国家政策、法规和环保要求的变化可能对项目的发展产生影响。
七、结论与建议综合以上分析,航空发动机项目具有一定的可行性,但也存在一定的技术和市场风险。
建议在项目启动前进行更加详细和深入的市场调研和技术研发,同时加强与合作伙伴的合作,共同推动航空发动机项目的实施。
此外,政府应加大对航空产业的支持力度,提供有利于项目发展的政策环境,以促进航空发动机项目的健康发展。
航空发动机燃油与控制系统的研究与展望
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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。
航空发动机维修技术的研究与发展
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航空发动机维修技术的研究与发展随着现代航空工业的不断发展,航空发动机已成为航空器的核心装备之一。
然而,由于其结构复杂、工作环境恶劣以及高耗能等特点,航空发动机维修技术一直是一个有待突破的难题。
近年来,随着科技的不断进步和航空工业的飞速发展,航空发动机维修技术也呈现出了一系列新动向。
一、航空发动机维修技术现状目前,航空发动机的维修技术已经发展成熟,在维修实践中取得了显著成效。
现代航空发动机维修技术的核心是使用先进的故障诊断、维修技术和设备,并采取全面的维修方法和严格的质量控制措施,提高发动机的可靠性、安全性和经济性。
在维修诊断上,航空发动机使用先进的诊断设备、故障分析软件和维修记录系统,结合专业的维修技术和经验,对发动机进行全面、准确的故障检测和定位。
在维修技术方面,航空发动机维修技术主要包括以下几个方面:1.拆装维修技术:包括解体、清洗、检查、检测、维修、组装和试车等各个环节。
2.修复技术:包括热喷涂、化学镀、电镀等技术,修复各类发动机叶片、壳体、涡轮盘等损伤。
3.改进技术:包括各种先进的改进和升级方案,如叶轮镶补、新的防腐蚀涂层、新材料和新工艺等。
二、航空发动机维修技术的发展趋势随着现代航空工业的飞速发展和技术的进步,航空发动机维修技术也不断发展。
未来,航空发动机维修技术将在以下几个方面呈现新的发展趋势:1.先进材料的应用:航空发动机维修技术将大量应用先进材料,比如碳纤维等材料,以提高发动机的性能和耐用性。
2.智能化技术的应用:航空发动机维修技术将以智能化为发展方向,通过机器人和人工智能等技术,实现更高效、更准确地维修服务。
3. 数据分析技术的应用:通过数据分析技术,对航空发动机的维修情况、故障信息、维修记录等进行全面监控和分析,实现更精准的诊断和更优秀的维修方案。
4. 模块化设计和装配:通过模块化设计和装配,将航空发动机分为多个模块,达到更快、更简单、更准确的维修目的。
5. 绿色航空发动机维修技术:采用环保、节能的维修技术和材料,优化航空发动机系统,达到更高的效益。
机电一体化系统在航空领域的应用研究与设计优化
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机电一体化系统在航空领域的应用研究与设计优化引言:随着科技的飞速发展,在航空领域,机电一体化系统的应用正日益重要。
机电一体化系统是将机械与电子技术相结合,实现高效的能源转换和精确的控制。
本文将重点研究和探讨机电一体化系统在航空领域的具体应用及设计优化的方法。
一、机电一体化系统在航空领域的应用研究1. 飞行控制系统机电一体化系统在航空领域最为广泛地应用于飞行控制系统。
通过集成传感器、执行器和控制算法,实现对飞机的姿态、飞行状态、稳定性和操纵性能的控制。
同时,机电一体化系统还可以实现自适应控制、故障检测和冗余设计,提高飞行安全性和可靠性。
2. 发动机控制系统机电一体化系统在航空发动机的控制中起着关键作用。
通过集成传感器、液压元件和电子控制器,实现对发动机参数的实时监测和调整,提高发动机的燃烧效率、热力性能和可控性,降低燃料消耗和排放。
3. 航电系统机电一体化系统在航空电子设备的控制中具有重要应用价值。
通过集成各种传感器、显示器和通信设备,实现对飞行数据的采集、处理和传输,提供精准的导航和飞行控制指令,增强飞行员的辅助性功能,提高飞行效率和安全性。
二、机电一体化系统在航空领域的设计优化1. 系统集成设计机电一体化系统的设计首先需要对各个组成部分进行系统集成分析。
通过分析子系统之间的相互作用和信息流动,设计出合理的数据交互接口和信号传输机制,保证系统的高效协同运行。
2. 控制算法优化机电一体化系统的关键在于控制算法的优化。
通过建立精确的数学模型和控制策略,实现对系统的精确控制和优化调节。
同时,应用先进的控制算法,如自适应控制、模糊控制和神经网络控制,提高系统的自适应性和鲁棒性。
3. 故障检测与容错设计机电一体化系统在航空领域的应用要求具备高可靠性和容错性能。
通过集成故障检测传感器和检测算法,实时监测系统的状态和健康性,及时发现和定位故障,并采取相应的容错措施,确保系统的正常运行和安全性。
4. 能源管理与优化航空领域对能源管理和优化的要求较高。
航空发动机部件及系统的可靠性研究
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航空发动机部件及系统的可靠性研究引言航空发动机是航空器最重要的组成部分之一,它的可靠性直接关系到飞行安全和经济效益。
如果出现故障,不仅会带来损失,还会威胁到乘客和机组人员的生命安全。
因此,航空发动机部件及系统的可靠性研究是一个极其重要的课题。
本文将从部件可靠性和系统可靠性两个方面介绍航空发动机的可靠性研究现状及发展趋势。
一、航空发动机部件可靠性研究航空发动机是由多个部件组成的系统,每个部件的可靠性都会对整个系统的可靠性产生影响。
因此,发动机部件可靠性研究是提高航空发动机可靠性的一个重要手段。
1.叶轮机盘可靠性研究叶轮机盘是航空发动机中的核心部件之一,主要负责推动空气流动,产生动力。
因此,叶轮机盘的可靠性直接关系到发动机的性能。
目前,叶轮机盘可靠性研究主要集中在以下几个方面:(1)物理化学性能评估:包括腐蚀、疲劳、高温氧化等特性测试,这些测试能够帮助人们了解叶轮机盘的性能特点,为提高其可靠性提供理论依据。
(2)载荷仿真:通过计算机模拟叶轮机盘在不同载荷下的工作状态,预测叶轮机盘在实际工作中的寿命和损伤机理。
(3)检测技术:目前,基于超声波和x射线的叶轮机盘检测技术已经广泛应用于航空发动机维修中,可以检测叶轮机盘的腐蚀、疲劳等缺陷,为提高其可靠性提供技术手段。
2.涡轮叶片可靠性研究涡轮叶片是航空发动机中的另一个核心部件,它主要负责将高温高压气体转化为机械能,因此其可靠性对于航空发动机的性能和寿命有着至关重要的影响。
目前,涡轮叶片可靠性研究主要分为以下几个方面:(1)材料研究:涡轮叶片要在高温高压的环境下工作,因此其材料的热稳定性、抗疲劳性、耐腐蚀性等特性至关重要。
目前,人们正在研究新型材料,以提高涡轮叶片的可靠性。
(2)结构设计:涡轮叶片的叶片数、叶片弯曲角度、叶片高度等结构参数也会对其可靠性产生影响。
目前,人们正在通过小叶片、宽叶片等新型叶片结构设计来提高涡轮叶片可靠性。
(3)检测技术:涡轮叶片的缺陷会对其可靠性产生影响,因此涡轮叶片的检测技术也是提高其可靠性的重要手段。
航空发动机控制系统的研究与开发
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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
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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
航空发动机控制的书
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航空发动机控制的书【原创版】目录1.航空发动机控制的书籍概述2.航空发动机控制系统的理论和分析方法3.航空发动机控制系统的设计方法4.航空发动机控制系统的发展方向5.航空发动机控制系统的应用案例正文航空发动机控制的书籍概述《航空发动机控制》是一本 2008 年由西北工业大学出版社出版的图书,作者是樊思齐。
该书全面系统地阐述了航空发动机控制系统的理论、分析与设计方法。
航空发动机控制系统是航空发动机的核心系统,其安全性是系统生命周期的重要要求。
随着科技的进步,航空电子设备逐渐向数字化、智能化方向发展,使得航空发动机控制系统的研究与应用越来越广泛。
航空发动机控制系统的理论和分析方法航空发动机控制系统主要通过控制燃油流量来实现对发动机工作状态的控制,因此,又被称为燃油调节系统。
其中含有大量的机械液压元件,如油泵、测量元件、液压放大器(滑阀、喷嘴挡板阀)、液压执行元件(液压缸、液压马达)及液压动力元件。
这些燃油调节系统专用的液压元件结构形式多种多样,功能种类繁多。
航空发动机控制系统的设计方法航空发动机控制系统的设计主要包括以下几个方面:首先,根据发动机的工作要求,确定控制系统的参数和结构;其次,选择合适的控制策略和算法,实现对发动机的精确控制;最后,通过仿真和实验验证控制系统的性能,确保其在实际工作中的可靠性和有效性。
航空发动机控制系统的发展方向随着航空发动机技术的不断发展,其控制系统也呈现出以下发展趋势:一是全权限数字式控制,通过采用数字电子技术,提高控制系统的精度和响应速度;二是智能化控制,通过引入人工智能技术,实现对发动机的自主学习和优化调整;三是集成化控制,通过将发动机控制系统与其他相关系统集成,实现对飞机的综合管理与控制。
航空发动机控制系统的应用案例航空发动机控制系统在各种飞机型号中都有广泛应用,如波音和空客等国际知名航空公司的飞机。
例如,波音 737NG 和空客 A320neo 等机型都采用了先进的发动机控制系统,实现了对发动机的高效、安全和可靠控制。
航空发动机燃油与控制系统的研究与展望
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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。
先进航空发动机技术研究与开发

先进航空发动机技术研究与开发随着时代的进步和技术的发展,航空发动机技术的不断进步是航空工业中不可或缺的一部分。
发动机作为整个飞机的“心脏”,它的性能关系到飞机的安全性和经济性。
因此,先进航空发动机技术的研究和开发具有非常重要的意义。
一、先进航空发动机技术的发展历程航空发动机的发展历程可以分为四个阶段。
第一阶段是直线活塞式内燃机时期,主要应用于轻型飞机和舰载机。
第二阶段是喷气式内燃机时期,主要应用于民用和军用喷气飞机,如战斗机、轰炸机、客机等。
第三阶段是涡扇式喷气发动机时期,其特点是高效、低噪声、低污染,应用于现代喷气客机和商用飞机等。
第四个阶段是高温合金材料、先进材料和复合材料的应用时期,主要应用于高速飞机、超音速飞行和太空航行。
随着航空飞行的不断推进,先进航空发动机技术研究和开发也从传统的涡轮扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、高温高速喷气发动机等方向不断向复合材料、新型燃烧室、先进气体涡轮、高效推进、发动机控制系统等方向拓展。
二、先进航空发动机技术的特点和优势先进航空发动机技术的特点主要包括:高效、高速、高可靠性、低噪声、低污染和多功能化等因素。
这些特点是基于目前现代航空工业的需求,能够更好地适应高速和高温环境,减轻飞机重量和燃料消耗,提高飞机的安全性和经济性。
其中,高效是指发动机的热效率、压缩效率和推力重量比等都要比传统发动机高。
高效发动机能够在较低的燃料消耗下提供更高的推力,从而减少运营成本。
高速是指发动机能够适应高速和高温的环境,以满足高速飞行的需求。
高可靠性是指发动机的工作时间、寿命和故障率都要比传统发动机高。
低噪声和低污染是指发动机要具备低噪声和低污染的特点,以保护环境和减少对居民的干扰。
多功能化是指发动机在不同工作条件下,能够执行不同的任务和应用。
三、先进航空发动机技术的研究和开发航空发动机技术的研究和开发需要投入大量的人力、物力和财力,但对航空工业的发展意义重大。
目前,国际上很多航空工业制造企业都在积极进行先进航空发动机的技术研究和开发。
航空发动机研究与发展现状分析
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航空发动机研究与发展现状分析一、背景介绍航空发动机是飞机完整飞行的关键部件之一,直接关系到飞机的安全性和性能。
它是一些最复杂、最漂亮、最先进的机械制造品之一,同时也是机械工业领域内最有挑战性的任务之一。
从基础研究到产品制造、应用管理等全过程都需要高度技术精湛、团队合作协作等各方面素质的综合体现,因此,航空发动机的研究和发展一直是全球范围内工科领域中的重点和难点。
二、研究现状1. 燃烧室燃烧室是航空发动机中最关键的部件之一,其燃烧效率直接影响着发动机的性能和燃油消耗。
当前,我国在燃烧室的研究方面取得了不少的进展。
其中,高速、高温和寿命是我国燃烧室研究的重点,而研究成果更是优秀。
例如,近几年在我国研究得到的面积燃烧室,体积燃烧室和复合燃烧室等多种不同类型的燃烧室均有一定的成果。
2. 涡轮涡轮是用于驱动压气机和整个发动机的旋转机构,同样也是航空发动机不可或缺的部分。
在涡轮的研究方面,当前国内主要关注点是增加导叶等方面。
例如,我国的一些机构利用复合材料构件来制作铁氧体电磁管,形成了旋转电磁场,达到了涡轮旋转的效果,可以极大程度提高发动机的转速和功率。
3. 压气机压气机是将大气中的空气加压送入燃烧室进行燃烧的核心部件,生产高压气流以驱动整个发动机工作。
在目前的国内研究中,主要关注的是涡桨叶片的研究,这是压气机的关键组成部分。
涡桨叶片的研究分为两个方面:一是改善叶片的材料性能和制造工艺,以提高叶片的耐高温性、强度和刚度,二是优化叶片结构,使其在受到大气压力时能够更有效地实现加速。
4. 辅助系统辅助系统,因其所代表的航空发动机巨大设计挑战而备受关注。
这些系统包括激波强化器、燃气轮机和访问钵等等。
在目前的研究中,主要故障是围绕重要辅助系统的磨损和老化问题进行的。
三、发展现状1. 安全性和可靠性在快速、高效、经济的同时提供足够的保障,如安全性和可靠性等是飞机发动机发展的重中之重。
随着研发技术的不断进步,各种直接和间接的精度测试和监测系统被广泛应用,以确保连续80万小时以上的持续运行,以及对发动机最坏的“机型”和“设计点”进行测试和验证。
中国航发控制系统研究所技术方案格式模板范文
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中国航发控制系统研究所技术方案格式模板范文摘要:一、引言二、中国航发控制系统研究所简介1.研究所背景2.研究领域及技术成果三、全权限数字电子控制(FADEC)系统1.FADEC的定义和功能2.FADEC的优势和应用四、中国航发控制系统所在FADEC领域的研究与发展1.研发实力与技术突破2.国内航空发动机FADEC系统的研制主力军五、FADEC在我国航空发动机产业的发展前景1.燃油消耗减少2.发动机保护与监控3.未来发展方向六、结论正文:一、引言随着我国航空工业的飞速发展,发动机控制技术作为航空发动机领域的核心技术之一,正逐渐受到广泛关注。
中国航发控制系统研究所(614所)作为国内航空发动机全权限数字电子控制(FADEC)系统研制的主力军,致力于推动我国航空发动机控制技术向更高水平发展。
二、中国航发控制系统研究所简介1.研究所背景中国航发控制系统研究所(614所)是我国航空发动机控制系统领域的主要研究机构,拥有一支专业的研究团队和丰富的技术经验。
2.研究领域及技术成果614所主要研究方向包括航空发动机控制技术、航空电子技术、嵌入式系统等。
在航空发动机控制技术领域,614所已成功研制出多种具有国内领先水平的FADEC系统。
三、全权限数字电子控制(FADEC)系统1.FADEC的定义和功能FADEC(Full Authority Digital Engine Control)是一种全数字化的发动机控制系统,具有高精度、高可靠性、易于维护等优点。
FADEC系统主要负责发动机的燃油喷射、点火、进气、排气等控制功能,并能实现发动机的容错控制、状态监视以及超温、超转、喘振等保护功能。
2.FADEC的优势和应用与传统的机械式控制系统相比,FADEC系统具有更高的控制精度和更快的响应速度,能有效减少燃油消耗。
此外,FADEC系统还具有故障诊断和自我保护功能,提高了发动机的稳定性和可靠性。
因此,FADEC系统在我国航空发动机领域具有广泛的应用前景。
航空发动机技术的研究与发展
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航空发动机技术的研究与发展航空飞行是现代交通的重要组成部分,而航空发动机作为让飞机起飞和飞行的核心动力装置,在航空领域中起着至关重要的作用。
航空发动机的发展经历了多个阶段,从早期的活塞发动机到现代的涡轮发动机,从简单的机械到复杂的电子控制,航空发动机的技术不断发展和创新,让航空交通更加可靠、安全和高效。
一、活塞发动机时代活塞发动机是航空发动机的早期形式,早在20世纪初期就已经出现。
这种发动机利用活塞运动将燃料和空气混合燃烧,将热能转换成机械能来驱动螺旋桨或者飞轮,从而推动飞机飞行。
活塞发动机技术相对简单,但由于航空工程的要求,它们必须具备高功率输出和重量轻、体积小、可靠性高等特点。
逐渐地,活塞发动机的性能指标被不断提高,但它们的燃油效率较低,能源消耗高,并且噪声和污染也是一个问题。
终究,随着喷气式发动机的出现,活塞发动机退出了舞台。
二、涡轮发动机的出现喷气式发动机(涡轮喷气发动机)是新一代的航空发动机,它利用喷气推力原理工作,可以把推力提高到一个新的水平。
1941年,德国的Junker Jumo 004开始使用喷气式发动机,而在1950年凯撒特509发动机的出现后,它正在取代活塞发动机的地位,成为主要的动力装置。
涡轮发动机由一个涡轮和一个压气机组成,涡轮利用燃气流驱动,而压气机则将空气压缩,混合燃料并进行燃烧。
燃烧后的高温高压气流经过涡轮再次驱动压气机,从而形成气流连续循环的工作过程。
这种发动机技术步准确、效率高、可靠性高,并消耗较少的燃油。
与活塞发动机相比,喷气式发动机的进气效率更高,噪音和排放更少,与涡轮螺旋桨发动机相比,推力更大,可以飞得更高、更远、更快。
三、新一代涡扇发动机的演进涡扇发动机进一步提高了喷气式发动机的性能,由于燃油成本的提高和环保要求,涡扇发动机正在成为新一代发动机的代表,应用于新型商用飞机、军用飞机和直升机等领域。
涡扇发动机采用了低压涡轮和高压涡轮的结构,加装了风扇,把气流分为两部分。
航空发动机技术发展现状与未来方向
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航空发动机技术发展现状与未来方向随着科技的不断进步和应用,航空发动机技术在越来越多的方面得到了重视及发展。
航空发动机是飞行器的心脏,它所涉及的技术领域极广,从材料学到热力学、流体力学、结构力学,以及控制理论等多个专业领域都有涉及。
本文将探讨航空发动机技术的发展现状和未来方向。
一、航空发动机技术发展现状目前,航空发动机技术的发展主要表现在以下几个方面:1. 更高的效率早期的飞机发动机效率较低,油耗很高。
随着科技的不断进步,现代发动机具有更高的热效率和机械效率,从而达到更低的油耗。
航空动力系统的配套技术也在逐步提高。
例如,涡扇发动机的比推重比超过10,燃油效率可以高达50%以上。
2. 更高的可靠性航空发动机处于极端环境中,恶劣的工作条件是促进技术创新和进步的基础。
航空发动机的可靠性、安全性和耐久性是其技术发展的重要指标。
通过提高涡轮转子和离心式压气机的健康监控,以及喷气式发动机的电子控制系统,可以大幅度提高航空发动机的可靠性和使用寿命,满足飞行器更加严格的安全要求。
3. 更清洁的环保性航空发动机喷出的废气、烟雾和颗粒物等都会对环境造成污染。
为了减少对自然环境的影响,航空发动机制造商采用新的航空发动机技术,如喷射水、废气再循环、燃料喷射、化学反应燃烧等技术,以减少机舱和尾迹中的污染物和二氧化碳排放。
例如,再循环喷气式发动机系统可减少约20%的燃油消耗和二氧化碳排放。
而新型发动机使用可再生燃料,可以将CO2排放减少50%以上。
4. 更具智能化近年来,由于信息技术的飞速发展,航空发动机制造商开始着眼于航空发动机的智能化发展。
通过嵌入式技术、数字化仿真技术的推广,能够对飞行中的航空发动机实时监测,预测故障,准确诊断,并推出数据化的维护方案,使航空发动机维护效率得到提高,维护成本得到降低。
二、航空发动机技术未来方向未来,航空发动机技术的发展将继续取得新的成果和变革,主要方向将主要体现在以下几个方面:1. 更加绿色环保航空发动机技术将继续通过整合电力和化学领域的技术,开发更环保的发动机。
航空发动机控制系统发展概述
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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。
航空发动机控制
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航空发动机控制航空发动机控制简介航空发动机是播种机器可以失去,基于我们都清楚的事情。
发动机的控制是保证发动机工作状况良好、安全、可靠的前提。
航空发动机控制系统是综合应用传感、信号处理、微处理、电子技术等先进技术的高精度、高可靠的复杂系统,不仅具有高度的自控能力,还能根据飞机任务要求进行定制。
一、航空发动机控制的目的及其所要完成的任务航空发动机控制的目的,就是保证发动机安全、可靠地运行。
它可以保证发动机始终处于最优的运行状态,避免因操作错误或外部因素梭差(如高温、湿度和压力等)而导致的事故发生。
航空发动机控制所要完成的任务,主要包括以下几个方面:1、实现对发动机的启动、工作转速、停车手续和故障检测等控制。
2、通过监视发动机的工作情况,及时发现故障并采取相应的态势,防止故障引起事故。
3、为飞机提供满足特定任务要求的最优发动机参数(如燃油消耗、发动机功率、噪声和排放等)。
4、实现自适应控制,适应飞行任务和高、低温、高刹地区等不同环境条件。
二、航空发动机控制系统的组成航空发动机控制系统由的组成部分:发动机传感器、控制与数据处理器、执行器和人机接口等。
1、发动机传感器发动机传感器是架设在发动机地方的装置,用于监视发动机各部位的状况,以取得发动机的运行状态。
常用的发动机传感器有:(1)压力传感器——用于测量燃气流动的压力和燃油领付压力等。
(2)温度传感器——用于测量各部位的温度和排气温度等。
(3)速度传感器——用于测量高压涡轮和低压涡轮转速等,以控制发动机的工作转速。
(4)加速度传感器——用于测量振动、震荡和冲击力等。
(5)流量传感器——用于测量燃油流量和气体流量等。
(6)位置传感器——用于测量晶圆位置、调节器位置和排气门位置等。
2、控制与数据处理器控制与数据处理器是发动机控制系统的主要部分,其功能包括数据处理、故障检测、反馈控制等,它可以通过接收传感器的信号来监测发动机状态,并通过执行器实现相应的控制。
一个典型的控制器包括处理器、存储器和输入/输出功能,同时也能够对发动机进行智能判断,划分故障级别和预警。
航空发动机技术的研究与发展趋势分析
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航空发动机技术的研究与发展趋势分析第一章:引言航空发动机是航空器最关键的部分之一,它影响着飞机的性能、安全性和经济性。
随着航空业的不断发展,航空发动机技术也得以不断提升,并在不断适应着新的需求。
本文将对航空发动机技术的研究与发展趋势进行分析。
第二章:航空发动机技术的发展历程20世纪初,航空发动机仅仅是一枚简单的活塞发动机。
在随后的几十年里,随着技术的不断发展,飞机的性能迅速提高。
20世纪50年代,推进涡轮喷气式航空发动机成为主流。
1990年代,高温合金和涂层技术的引入大大提高了航空发动机的可靠性和耐用性。
21世纪初,全新的复合材料技术和数字化设计技术的广泛应用为航空发动机的发展开辟了新的道路。
第三章:当前航空发动机技术的研究重点当前航空发动机技术的研究重点主要包括以下方面:1. 提高可靠性和安全性。
为了确保飞机的安全,航空发动机的可靠性和安全性是非常重要的。
研究人员一直致力于开发新的技术以提高发动机的可靠性和安全性,例如使用新的材料和涂层技术、改善设计和制造工艺等。
2. 提高效率。
航空发动机的效率是影响飞机性能和经济性的关键因素之一。
研究人员正在致力于开发新的技术以提高发动机的燃油效率和推力。
3. 环保技术。
随着环保意识的日益增强,环保技术成为航空发动机技术研究的一个重要方向。
其中,减少废气排放、改善噪声等环保技术是目前的热点研究领域。
第四章:未来航空发动机技术的发展趋势未来航空发动机技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 高温合金材料的应用。
高温合金材料是提高航空发动机性能的关键因素之一,未来将继续开发和应用各种新型高温合金材料,以使得发动机更具有耐久性和温度稳定性。
2. 燃烧技术的进一步改善。
未来燃烧技术的改善将是提高航空发动机燃油效率的关键。
目前,研究人员正在研究新的燃烧技术,例如低排放燃烧技术、超声速燃烧技术等。
3. 全数字化设计和制造技术的广泛应用。
全数字化设计和制造技术不仅可以提高航空发动机的设计和制造效率,还可以提高航空发动机的性能。
飞机动力系统的研究与发展趋势
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飞机动力系统的研究与发展趋势近年来,随着全球化的加深,国际交流日益频繁,飞机行业的发展也愈加迅猛。
在飞机的诸多关键系统中,动力系统的研究和发展牵动着整个行业的发展。
今天,我们就来探究一下,飞机动力系统的研究与发展趋势。
一、航空发动机技术的发展航空发动机是飞机动力系统的核心,也是整个飞机动力系统研究的重点。
在航空发动机方面,目前国际上广泛应用的两大发动机类型是涡轮喷气发动机和涡扇发动机。
涡轮喷气发动机是最早问世的喷气发动机,且成本较低,效率也不错。
但是,由于它的构造简单,燃烧室中的燃烧不完全,排放的废气浓度高,因此能源利用率较低。
而涡扇发动机是当代常见的喷气发动机。
它通过推进气流以达到提高推力、降低噪音等效果。
与传统的涡轮喷气发动机相比,涡扇发动机的气流比率更高,功率密度更大,同时排放也更为环保。
如今,随着科技的不断进步,航空发动机技术也在不断地更新换代。
未来,随着电力赋能技术的广泛应用,电力融合动力技术可能会开始在航空领域中得到更广泛的应用,并且会对涡扇发动机和涡轮喷气发动机等传统动力系统产生巨大的冲击。
二、航空发动机节能和增容的探究随着全球能源危机的威胁日益突出,节能环保逐渐成为全球共同关注的问题。
在飞机动力系统方面,也是如此。
航空发动机的最大燃油效率被认为是不可更改的,但是,通过改进发动机的设计,可以提高飞机整体燃油效率。
为了提高航空发动机的效率,研究人员开始关注发动机内部的一些小细节,例如燃料喷射、喷咀精度、散热量等。
此外,减少飞机的重量也是一个重要的方向。
通过使用轻量化的材料,例如一些金属材料和碳纤维材料,可以有效地降低飞机的总体重量,从而提高飞机的燃油效率。
在增容方面,为了增加实现飞机的超音速速度,航空发动机的推力也有了很大的提升。
通过使用涡扇发动机和后推比更高的涡扇发动机,可以使飞机在有效范围内达到较高的速度。
同时,增容的方向也从单纯的增长推力到寻找新的推进方式,例如复合材料飞机的加速,亚音速操作飞机的扇区增高等。
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目录
1.1.课题研究的目的和要求 (1)
1.2.航空发动机控制系统的发展 (2)
1.2.1.经典控制理论和现代控制理论在发动机控制中的应用 (2)
1.2.2.航空推进系统机械液压式控制器和数字式电子控制器 (4)
1.2.3.航空推进系统各部分独立控制与综合控制 (6)
1.3.航空发动机控制系统的基本类型 (6)
1.3.1.机械液压式控制系统 (7)
1.3.2.数字式电子控制系统 (7)
1.1.课题研究的目的和要求
航空发动机的工作过程是一个非常复杂的气动热力过程,随着环境条件和工作状态(如最大、巡航、加力及减速等)的变化,它要给飞机提供所需的时变推力和力矩,对这样一个复杂且多变的过程,如不加以控制,航空发动机是根本不能工作的。
例如:某发动机在地面最大状态工作时,需油量是每小时2400kg;在15km高空、马赫数Ma为0.8时只有每小时500kg,需油量变化达5倍。
若对供油量不加以控制,则发动机在飞机升高过程中,将发生严重的超温、超转,会使发动机严重损坏。
因此,发动机控制的目的就是使其在任何环境条件和任何工作状态下都能稳定、可靠地运行,并且充分发挥其性能效益。
概括来说,航空发动机对控制的基本要求有:
(1)在各种工作状态及飞行条件下,能最大限度地发挥动力装置的潜力,能有效的使用动力装置,以满足飞机
对动力装置的要求。
具体来说,就是在最大状态下,
要能发出最大推力,以满足飞机起飞、爬高的要求;
在巡航状态下,耗油率要小,以满足经济性要求(即
飞机的航程要大);慢车状态时则要求转速尽可能的
小,但又能保证发动机连续稳定的工作。
(2)过渡过程(启动、加速、减速、加力启动等)的调节时间尽可能地短,但又要保证动力装置能稳定、可靠
地工作。
(3)在各种工作状态及飞行条件下,保证动力装置不出现超转、过热、超载、喘振、熄火等不安全现象。
1.2.航空发动机控制系统的发展
航空发动机控制系统的发展大致可归纳为:由基于经典控制理论的单变量控制系统发展到基于现代控制理论的多变量控制系统,由机械液压式控制系统发展到数字式电子控制系统,由动力装置各部分的独立控制发展到各部分的综合控制。
1.2.1.经典控制理论和现代控制理论在发动机控制中的应用(一)经典反馈控制
早期飞机的飞行速度不高,发动机的推力也不大,所采用的亚声速进气道和收敛型喷管也不需要控制,这时的航空发动机采用的控制
方案只是当飞行条件变化时,根据测量到的发动机进口压力,调节燃油流量,保持发动机转速基本不变的开环控制方案。
随着发动机性能要求的提高和经典控制理论的完善,到20世纪50年代初,在发动机控制中采用了闭环反馈控制,并成功的实现了发动机转速反馈的闭环控制,使控制系统的控制精度和动态性能得到了很大的改善。
(二)现代多变量控制理论
现代航空发动机的工作范围扩大,并要求在全飞行包线内都具有最佳性能。
在这种情况下,仅用一个控制量控制发动机的一个参数的单输入—单输出控制系统是不可能实现这些要求的。
为此,必须采用多输入—多输出控制系统,控制参数越多,控制回路就越多。
在多回路控制系统中,任何一个回路中参数的变化,都将影响到其他回路,因此各回路之间的交互耦合影响成为多变量系统设计中的一个重要问题。
基于反馈控制理论设计多个单一反馈回路组成的多回路系统难以解决回路间的耦合影响,也不能保证系统的稳定性及动态性能。
而20世纪60年代以来发展的现代控制理论为解决发动机多变量控制系统设计奠定了理论基础。
现代控制理论的不断发展和完善,为航空发动机多变量控制提供了众多的设计方法,比如线性二次型调节器方法、自适应控制、鲁棒控制方法等等,而变量控制系统复杂功能的具体实现必须依靠数字式电子控制器。
1.2.2.航空推进系统机械液压式控制器和数字式电子控制器(一)机械液压式控制器
航空发动机问世以来,一直采用机械液压式控制器。
随着航空发动机的不断发展,机械液压式控制器的设计与制造技术也在不断发展,由于对控制功能要求的不断提高,使控制器的结构不断完善。
目前机械液压式控制器已发展为能够实现比较复杂的发动机控制规律,并具有较高控制精度的“计算装置”。
正因为如此,当前正在使用的许多航空发动机,其控制系统仍然广泛采用机械液压式控制器。
机械液压式控制器在实现航空推进系统单变量控制中具有一定的优越性,但是,现代航空发动机要求控制更多的参数(变量),利用机械液压式控制器实现多变量控制,其结构将十分复杂,它无法实现多回路解耦控制,也无法实现现代控制理论中各种复杂的控制算法。
随着电子计算机技术及其应用研究的不断发展,用计算机作为控制器则可方便地实现航空发动机多变量控制。
早在20世纪60年代,就曾实现了模拟式电子计算机作为控制器的发动机控制系统。
但是,模拟式电子计算机作为控制器,存在电子元件漂移过大、对环境因素比较敏感等问题,使其控制精度受到了很大的影响,同时存在模拟电子元件可靠性较差以及程序修改受硬件限制等问题。
因此,模拟式电子控制器并未得进一步发展,在很短的时间内即被放弃。
(二)数字式电子控制器
近20年来,几大航空国大力从事用数字式电子计算机作为航空发动机控制器的研究,并已取得成功应用。
数字式电子控制器的强大功能在于:
(1)高速运算、高速存储能力及大容量存储,能够实现现代控制论中各种复杂而先进的控制算法,可保证发动
机的高性能指标和高控制精度等要求;
(2)数字控制软件和控制算法易于修改和更换,极大地方便了控制系统的设计和实验,从而大大缩短了控制系
统的研制周期,降低了研制费用;
(3)数字式电子计算机的逻辑判断能力使控制系统的各种限制与保护措施、故障隔离、控制器切换等易于实现,
因而保证了发动机工作的可靠性。
数字式电子计算机在航空发动机状态监控与故障诊断的应用方面也显示了它的强大功能,它可以跟踪采集系统运行中的有关信息,将采集的信息进行处理后,分析出系统及其部件的性能退化情况;根据处理后的数据还可以对故障进行诊断,分析故障的起因、性质、部位及发展趋势,并根据具体情况采取必要的措施。
通过以上介绍可知,从经典控制理论到现代控制理论应用的发展,也就是从机械液压式控制系统到数字式电子控制系统的发展。
1.2.3.航空推进系统各部分独立控制与综合控制
(一)各部分独立控制模式
传统的航空推进控制系统设计一般是各部分分别设计的,形成各自独立的控制系统;传统的飞行控制系统设计也是将飞机控制与推进系统控制分别设计,形成飞机控制系统、进气道控制系统、发动机控制系统。
对于这样的控制设计,当某一个系统处于最佳状态时,其他系统不一定是最佳的;某一系统的工作必须考虑到其他系统最差的工作情况,因而在系统设计时不得不将每一个系统的工作裕量加以放大;各系统间的交互影响在一定条件下可能会导致某一系统工作不稳定,甚至进一步影响整个系统的稳定性。
由此可知,各部分独立控制时不仅不可能使航空推进系统最优,甚至会导致整体系统的不稳定性。
(二)综合控制模式
为了使整个系统性能最优和稳定性最好,就必须对各个部分进行综合控制,也称为一体化控制。
1.3.航空发动机控制系统的基本类型
航空发动机控制系统按其采用控制器类型是机械液压式控制器还是数字电子控制器,可分为机械液压式控制系统和数字式电子控制系统。
1.3.1.机械液压式控制系统
航空推进系统机械液压式控制系统是由进气道控制系统和发动机控制系统组成,而发动机控制系统又包括转速控制、加力控制和尾喷口操纵三个子系统。
1.3.
2.数字式电子控制系统
航空发动机数字式电子控制系统由传感器、数字式电子控制器、执行机构、供油装置、油泵及被控对象组成。