军用航空发动机燃油与控制系统的研究和发展

本文对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进行了归纳和分析,主要对主燃油控制、加力燃油控制、尾喷口控制、防喘控制、发动机状态监视和故障诊断各系统的技术特点,方案选择,研究动向进行简单的介绍和评述。 从航空发动机燃油与控制系统近年来取得的进展,特别是FADC技术的研究和应用,可以看出发动机燃油与控制系统的发展潜力巨大,将会对军用飞机和军用航空发动机的研制和发展产生巨大影响。     

航空发动机控制系统的研发与展望

对国内外军用航空发动机控制系统的研制现状和今后的发展方向进行了归纳和分析,主要对主燃油控制、加力燃油控制、尾喷管控制、防喘控制、发动机状态监视和故障诊断各系统的技术特点,方案选择,研究动向进行了介绍和评述。从航空发动机控制系统近年来取得的进展,特别是全权限数字电子控制(FADEC)技术的研究和应用,可以看出航空发动机控制系统的发展潜力巨大,将会对飞机和航空发动机的研制和发展产生巨大的影响。      

航空发动机燃油控制装置可靠性研究综述

航空发动机燃油控制装置是航空发动机的核心控制单元，长期服役在高温、高压、强振的恶劣环境，在航空发动机外场使用中故障率占比高，产品的寿命及可靠性是当前制约我国装备能力提升的短板。本文总结了当前燃油控制装置的典型故障类型，对比分析了国内外在燃油控制装置可靠性设计与分析技术、可靠性优化技术、寿命试验技术及可靠性评估技术方面的研究进展；剖析了我国燃油控制装置可靠性技术研究及应用方面的不足及原因，同时结合航空发动机正向研发体系建设需要，指出了航空发动机自主创新设计中燃油控制装置性能及可靠性一体化设计所面临的技术难点和挑战，并立足于现有国内设计水平及工业基础，给出了夯实我国航空燃油控制装置设计能力需开展的基础性研究建议。     

航空发动机燃油系统抗污染综述

通过对航空油料污染途径、方式及污染机理进行分析,指出了油料污染对飞机和发动机造成危害的严重性,提出了航空发动机燃油系统抗污染控制技术和设计技术,探讨了未来航空发动机燃油系统对抗污染能力要求及相应的抗污染设计技术的发展趋势。     

航空发动机燃油系统及其附件爆炸大气试验技术研究

燃油系统及其附件爆炸大气试验在航空发动机研制过程中极其重要。简述了航空发动机燃油系统及其附件爆炸大气试验技术的特点及国内外发展现状,分析了其试验技术发展需求。详细给出了航空发动机燃油系统及其附件爆炸大气试验的分类、试验要求、试验条件、试验方法和试验判据,并开展了某型航空发动机燃油系统液压机械装置爆炸大气试验验证。结果表明:该试验方案可行、数据可靠、结果有效,为航空发动机燃油系统及其附件爆炸大气试验的研究验证工作提供了依据。     

航空燃油离心泵参数化设计方法研究综述

燃油离心泵是航空发动机控制系统的关键动力元件，结合当前航空燃油离心泵技术发展和设计需要，本文总结对比了离心泵典型参数化设计及优化设计方法。首先分析了离心泵四种参数化设计方法的技术特点及其局限，考虑到离心泵参数设计方法中存在的随机性和盲目性问题，进一步补充分析了离心泵的结构优化方法，包括基于启发式算法的全局优化方法、基于梯度的优化设计方法和基于代理模型的优化设计方法三类，并指出了三类优化设计方法亟待解决的科学和技术问题。在此基础上，通过分析国外航空发动机燃油离心泵的发展状况，指出了我国航空发动机燃油离心泵所面临的技术挑战、问题和技术发展方向，并立足于现有国内设计基础，给出了夯实我国航空燃油离心泵设计能力需开展的基础性研究工作。     

航空发动机滑动局部线性模型及控制

为了提高航空发动机的控制性能和控制系统的可靠性,提出一种基于粒子群算法的航空发动机局部小区域自适应滑动 的线性模型建立方法和双闭环自适应PI控制方法。在辨识区间内,以发动机转子转速为状态变量,采用在线实测数据和粒子群算法的参数估计方法,使模型辨识参数按照设定区间大小自适应跟踪滑动,从而保证线性模型能够精确逼近发动机的非线性动态。通过分析发动机燃油调节器的工作特性,建立了燃油调节器计量活门和电液伺服阀的传递函数,并根据所构建的模型,设计了航空发动机转子转速和燃油流量双闭环自适应PI控制系统以实现对航空发动机的精确控制。结果表明：利用局部滑动自适应辨识计算机得到的数据与发动机稳态、动态试验数据相吻合,且双闭环仿真控制性能满足航空发动机工作性能要求,表明所提出的航空发动机局部线性建模方法和自适应PI控制器参数算法对提高发动机的控制性能是有效的。     

俄罗斯航空发动机的燃油控制系统发展简况

俄罗斯航空发动机燃油控制专业有庞大的研究和生产队伍.除中央航空发动机研究院(ЦИАМ)之外,设有莫斯科发动机附件设计局(ЭГА)、彼尔姆发动机附件设计局(ПАКБ)等五个设计研究单位.设计局的主要任务是研究和试验新型发动机燃油控制系统,其中莫斯科发动机附件设计局和彼尔姆发动机附件设计局的规模较大.而俄罗斯中央航空发动机研究院的控制分部(约350人)则从事发动机数学模型(包括传感器、执行机构模型)     

航空发动机燃油系统附件抗污染途径及技术对策

燃油污染已成为航空发动机设计不容忽视的重要课题。介绍和分析了航空发动机燃油系统附件污染源、污染物产生的途径和失效模式;从设计、加工和使用维拶方面,采取了相应抗污染措施和技术,有效降低了燃油系统附件的污染程度,确保了发矧机运行安全、可靠。     

基于燃油调节原理的航空活塞发动机性能分析

直接喷射式燃油系统具有油气比控制精确、燃油燃烧效率较高、便于寒冷天气起动等优点,广泛应用于航空活塞发动 机。基于在中国通用航空领域广泛应用的Cirrus SR20和Cessna 172R型飞机分别配装的大陆IO-360-ES和莱康明IO-360-L2A发 动机的直喷式燃油调节器的结构组成和调节原理,比较分析了这2种航空活塞发动机的加速性能、高空调贫性能和慢车工作稳定 性等发动机使用性能。结果表明：IO-360-ES发动机燃油经大车燃油压力和慢车燃油压力调节后进行油气混合比调节,再流至油 门计量体进行燃油压力调节;IO-360-L2A发动机燃油经过人工混合比调节、慢车燃油流量和混合比调节后流至主燃油调节器。 IO-360-ES发动机燃油系统的高空调贫性能和慢车稳定性能优于IO-360-L2A型发动机的,但IO-360-L2A发动机燃油系统的加 速性能优于IO-360-ES发动机的。     

航空发动机研制全寿命管理研究及建议

分析20世纪40年代以来,以美国为代表的世界航空发动机研制先进国家的技术发展理念的演变情况,深入研究了其航空发动机的发展和管理道路,结合中国航空发动机研制实际状况,提出了中国新型航空发动机按时间、分阶段(预先研究、工程研制和使用发展3大阶段)的全寿命管理方法,以不断提高发动机研制管理水平,实现控制发动机研制风险,提高部队战备完好率,降低全寿命成本的目标。     

工程数据库在某型发动机试车中的应用

分析了某型发动机试车特点,并研究利用商用数据库管理系统和图形文件相结合的方式实现工程数据库对某型发动机试车数据的管理。同时还分析了某型发动机试车工程数据库的E-R模型、客户/服务器体系结构、数据处理程序和工程数据库的接口、客户端功能模块的开发。某型发动机试车数据库的开发提高了发动机的试车效率,保证了试车数据的安全性和一致性。      

航空发动机滑油系统的现状及未来发展

滑油系统是航空发动机机械系统的重要组成部分。随着中国航空发动机的发展,对其滑油系统的研究逐步深入,在系统的设计原理、系统热分析、系统组成部件、润滑油、系统检测等几个方面正在从仿制走向自行研制的道路。对发动机滑油系统的发展现状进行了分类描述,总结了未来发动机研制滑油系统的发展方向。     

研究航空发动机科研试制规律和特点提高试制的快速反应能力

通过阐述航空发动机科研试制的规律和特点,分析了目前航空发动机试制存在的主要问题。根据中国航空工业的实际情况,提出了提高航空发动机试制快速反应能力的对策和措施。     

面向21世纪航空动力控制展望

本文展望了跨入21世纪之际航空动力装置控制系统的发展方向,在技术上将向数字、综合、分布、光纤、多变量、容错及智能控制等方向发展,其达到的效益是提高性能(推力或功率)、提高可靠性、减轻重量、降低耗油率。      

航空发动机分布式控制系统结构分析

对近年来航空发动机分布式控制系统的研究作了简要分析。重点分析了航空发动机分布式控制系统的结构、功能和优点;比较了几种分布式数据总线和电源总线的优缺点,并指出了适用于航空发动机分布式控制系统的数据总线和电源总线选择;分析了发动机运行环境对开发分布式控制系统的影响,并提出了可能的解决方案;指出了开展航空发动机分布式控制系统研究的重要性和未来的发展方向。      

航空发动机研制费用测算方法分析

针对航空发动机研制阶段的费用测算进行研究,费用测算应遵循基本的原则并按照一定的流程开展工作.发动机研制费用测算包括工程和财务2种模式,需按照研制所开展的工作种类及等级建立费用分解结构.在不同的发动机研制阶段,研制费用测算的方法可采用专家论证法、自上而下法、比较法和参数化法等.在进行费用测算时需要考虑费用的时间价值及技术、经济、资源和管理等环境因素对费用的影响,可作为航空发动机研制立项及过程管理中费用测算参考.     

航空发动机协同研制平台的建设与应用

中国航空发动机行业面临产品结构高度复杂、研制周期长、型号任务重等严峻形势,迫切需要全行业开展广泛业务协同,聚合全行业的知识与资源来应对上述挑战,而行业统一的协同研制平台是广泛业务的重要支撑。阐述了航空发动机行业的背景并指出构建与推广行业统一的协同研制平台的必然性;从协同思想的统一、组织的构建以及业务规则的定义3方面说明了构建协同研制平台所需的必备条件;重点阐述了航空发动机行业构建统一的协同研制平台的建设思路与内容,分享了其实际的应用过程和经验,并展望了协同研制平台在未来的提升和拓展。     

某型发动机材料控制标准体系的研究建立

欧美航空发动机公司的健全的材料控制标准体系是保障材料质量稳定和发动机具有高性能的关键.阐述了欧美航空发动机材料控制标准体系特点,并介绍了某型发动机材料控制标准体系构建情况.针对某型发动机研制要求,研究建立了由材料批准与控制、检测控制、工艺控制标准构成的材料控制标准体系.为发动机关键重要材料制造全过程控制制定首件批准制度和实施主导工艺控制,为保障发动机冶金质量稳定可靠提供了重要技术支持.材料控制标准体系具有在航空发动机行业推广应用的意义.     

基于数据驱动的航空发动机故障诊断与预测方法综述

航空发动机故障诊断与预测是航空发动机健康管理的重要内容,基于数据驱动的故障诊断和预测技术是航空发动机故障和预测领域广泛应用的方法。本文总结了基于数据驱动的航空发动机故障诊断与预测的主要方法及特点,展望了航空发动机故障和预测方法的未来发展方向。