航空发动机燃油与控制系统测试技术研究
航空发动机试验与测试技术发展分析
航空发动机试验与测试技术发展分析摘要：随着航空事业的快速发展，对航空发动机试验与测试技术的要求也在提高。
航空发动机试验测试技术是集流体力学、热力学、计算机、电子学、控制学、材料学、结构力学等为一体的综合性学科。
无论在研制过程中，还是在批产、使用过程中，发动机试验都是一个至关重要的环节，大多数的技术质量问题可以在这个环节暴露。
关键词：航空发动机；测试技术；发展1航空发动机试验特点航空发动机试验种类很多，试验设备、试验条件和试验环境等也是千差万别。
按试验对象，可分为零部件试验、系统试验、核心机试验、整机试验。
按学科专业，可分为气动、燃烧、换热、控制、机械传动、结构强度、材料、工艺等各类试验。
按最终目的，可分为科学研究试验、型号研制考核试验和批生产发动机试验。
按试验项目，可分为基本性能试验、基本功能试验、可靠性试验、环境试验、生存能力试验。
由于试验种类多、试验项目多，所以航空发动机试车台也迥然不同，整机试车台主要有性能试车台、起动规律试车台、姿态试车台、高空模拟试车台、电磁兼容试车台、轴功率试车台、螺旋桨试车台等。
由于试车台的功能不同，所包含的系统也千差万别，如台架系统、进气和排气系统、液压加载系统、燃油系统、滑油系统、电气系统、测试系统等不尽相同。
2航空发动机试验测试技术发展现状历经多年的发展，我国航天发动机在试验测试技术等方面所取得的成就是显而易见的，作为航空发动机的重要组成部分，测试技术的发展将对其整个航空事业的发展有着极其重要的作用。
尤其是近年来数字模拟技术和仿真技术更是加速了试验测试技术的发展，一定程度上不仅仅减少了试验的次数，更是提高了测试的准确度和精准度。
试验测试技术也已由传统的试验更显迭代得到了较大的进步，这也将是未来航空发动机发展的重要方向。
与此同时测试技术的发展进步离不开相关技术的迅猛发展。
如计算机技术、光电技术、电磁感应技术等，都对其测试技术的发展起到了重要作用。
在以往测试技术的运行过程中主要是依据传统的测试方式进行试验或是数据搜集，大大降低了其数据的准确性，然而利用激光、红外线等技术将原有的信息数据进行实时数据监控，这就大大增强了系统对数据的全面分析，并利用计算机技术形成体系化的网络管理模式，能够在第一时间检测出航空发动机的性能及直观的进行数据分析。
(完整版)航空发动机试验测试技术
航空发动机试验测试技术航空发动机是当代最精密的机械产品之一，由于航空发动机涉及气动、热工、结构与强度、控制、测试、计算机、制造技术和材料等多种学科，一台发动机内有十几个部件和系统以及数以万计的零件，其应力、温度、转速、压力、振动、间隙等工作条件远比飞机其它分系统复杂和苛刻，而且对性能、重量、适用性、可靠性、耐久性和环境特性又有很高的要求，因此发动机的研制过程是一个设计、制造、试验、修改设计的多次迭代性过程。
在有良好技术储备的基础上，研制一种新的发动机尚要做一万小时的整机试验和十万小时的部件及系统试验，需要庞大而精密的试验设备。
试验测试技术是发展先进航空发动机的关键技术之一，试验测试结果既是验证和修改发动机设计的重要依据，也是评价发动机部件和整机性能的重要判定条件。
因此“航空发动机是试出来的”已成为行业共识。
从航空发动机各组成部分的试验来分类，可分为部件试验和全台发动机的整机试验，一般也将全台发动机的试验称为试车。
部件试验主要有：进气道试验、压气机试验、平面叶栅试验、燃烧室试验、涡轮试验、加力燃烧室试验、尾喷管试验、附件试验以及零、组件的强度、振动试验等。
整机试验有：整机地面试验、高空模拟试验、环境试验和飞行试验等。
下面详细介绍几种试验。
1进气道试验研究飞行器进气道性能的风洞试验。
一般先进行小缩比尺寸模型的风洞试验，主要是验证和修改初步设计的进气道静特性。
然后还需在较大的风洞上进行l／6或l／5的缩尺模型试验，以便验证进气道全部设计要求。
进气道与发动机是共同工作的，在不同状态下都要求进气道与发动机的流量匹配和流场匹配，相容性要好。
实现相容目前主要依靠进气道与发动机联合试验。
2，压气机试验对压气机性能进行的试验。
压气机性能试验主要是在不同的转速下，测取压气机特性参数(空气流量、增压比、效率和喘振点等)，以便验证设计、计算是否正确、合理，找出不足之处，便于修改、完善设计。
压气机试验可分为：(1)压气机模型试验：用满足几何相似的缩小或放大的压气机模型件，在压气机试验台上按任务要求进行的试验。
航空发动机性能测试与评估技术研究
航空发动机性能测试与评估技术研究随着现代航空业的不断发展，航空发动机作为飞机的核心部件，其性能的稳定性和可靠性已成为保证航空飞行的关键之一。
因此，航空发动机性能测试与评估技术的研究也受到越来越多的关注。
本文将探讨航空发动机性能测试与评估技术的研究现状和未来发展趋势。
一、航空发动机性能测试的重要性航空发动机是整个飞机系统中最为重要的部件之一。
它是飞机的“心脏”，直接关系到飞机的安全性、经济效益和舒适性。
因此，对航空发动机的性能进行全面评估和测试，能够为飞机运行提供强有力的支持。
同时，航空发动机的性能测试也可以为研发更加高效、可靠的发动机提供有力的数据支持。
二、航空发动机性能测试的方法目前，航空发动机的性能测试方法主要包括以下几种：1.台架试验法：这种测试方法是将发动机装到地面试验架上，通过对其进行一系列的测试，来评估其性能。
这种测试方法比较直观、实用，被广泛应用于民用和军用发动机的测试。
2.飞行试验法：这种测试方法是将发动机装到实际的飞机上进行测试。
由于它能够直接模拟发动机在实际飞行中的工作状态，因此更加精确地评估发动机的性能。
但是由于飞行试验的条件比较苛刻，所以实施成本也比较高。
3.仿真试验法：这种测试方法是利用计算机模拟发动机在不同工作环境下的工作情况。
虽然它不能完全模拟出实际情况，但这种方法具有灵活性高、成本低的特点，被广泛应用于发动机的性能测试。
三、航空发动机性能评估的技术目前，航空发动机性能评估的技术主要包括以下几种：1.质量控制技术：它是航空发动机制造、组装质量控制的重要手段。
通过对发动机各部分的尺寸、重量、形状等参数进行精确测量和检测，来保证发动机的性能和质量。
2.故障分析技术：它是对发动机产生故障的原因进行分析的一种技术。
通过对发动机工作条件的监测和统计，可以快速、准确地确定故障产生的原因，采取科学有效的措施进行修复。
3.性能预测技术：它是通过对发动机进行各项实验和测试，得出其性能参数的变化趋势，进一步根据这些趋势进行预测和分析，从而提前实现对发动机性能的优化和改进。
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。
航空发动机控制系统设计及其优化研究
航空发动机控制系统设计及其优化研究航空发动机控制系统作为现代化飞机的关键部件之一，承担着决定飞机飞行性能、燃油消耗、排放等方面的重要任务。
因此，航空发动机控制系统的设计和优化研究显得尤为重要。
航空发动机控制系统组成航空发动机控制系统一般由电子控制器、传感器、执行机构和相关供电系统等组成。
其中，电子控制器是航空发动机控制系统的核心部分，它可以监测并控制发动机转速、温度、压力等多种参数，对飞机的性能和安全起到了至关重要的作用。
传感器则负责采集各种发动机参数信息，将其处理成电信号送至电子控制器。
执行机构一般由喷油器、电磁阀等组成，通过电子控制器的控制，调整发动机的工作状态。
航空发动机控制系统优化为了使航空发动机控制系统发挥最大的效能，需要对系统进行优化。
航空发动机控制系统的优化可以从以下几个方面入手：1. 增加反馈控制机制航空发动机控制系统的反馈控制机制是指控制系统实时监测发动机的工作状态，并根据监测结果对控制信号进行调整。
通过增加反馈控制机制，可以大大提高控制系统的精度和稳定性，减少发动机的能耗和排放量。
2. 引入智能算法智能算法可以提高航空发动机控制系统的自适应性和自学习能力，从而使系统更加智能化和高效化。
例如，可以利用神经网络算法对飞机的多种工况进行分析，根据分析结果调整发动机的工作状态。
3. 采用先进的材料技术航空发动机控制系统中的各种零部件需要具有高强度、高温度等特殊性能，为此，需要采用先进的材料技术。
例如，采用高强度陶瓷材料可以大大提高发动机的承载能力和热稳定性；采用金属陶瓷复合材料可以减轻发动机的重量。
4. 加强数据管理和信息安全随着航空发动机控制系统的升级和智能化，对数据管理和信息安全的要求也越来越高。
为此，需要加强对数据采集、存储、传输过程中的安全防护，保护系统的机密性和完整性。
航空发动机控制系统的设计与优化研究一直是工程技术领域的热点问题。
只有在不断优化系统的同时，才能为飞机的飞行带来更加高效和安全的保障。
- 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、"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、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)。
航空发动机燃油与控制系统测试技术研究
[摘要]燃油与控制系统是航空发动机的神经系统，其安全可靠性对航空发动机正常工作有致命的影响。
为了确保科研阶段航空发动机整机试验及科研试飞安全可靠，必须对燃油与控制系统进行测试监控，以便预先评估航空发动机燃油与控制系统的安全可靠性。
本论文主要研究航空发动机整机试验和科研试飞中燃油与控制系统的测试监控技术。
[关键词]航空发动机；整机试验；科研试飞；燃油与控制系统；测试技术
1引言
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。
2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。
3燃油系统测试
燃油系统由离心式增压泵、低压燃油滤、燃油调节器、燃滑油散热器及超转放油阀等附件组成，其作用是将燃油输送到燃烧室，保证航空发动机各种工作状态下所需的燃油。
飞机或台面仪表仅监控燃油滤堵塞和燃油压力低两个发动机燃油系统告警信号。
因此，必须对燃油系统进行相应的测试改装，才能全面监控燃油系统的工作状态，保证试验安全进行。
3.1增压泵进出口燃油压力和燃油温度的测试
燃油系统组成元件，尤其是燃油调节器只能在特定的进口燃油压力和温度范围内正常工作，否则工作异常，给发动机正常工作造成一定的影响。
通过对增压泵进出口燃油压力和温度进行测试监控，可以避免燃油系统在燃油压力和温度规定值外工作，如图2所示。
燃油压力开关虽然具有燃油压力低告警功能，但是不能对燃油压力数值进行监控。
通过在燃油压力开关和燃油管路连接处增加一个三通的管接头，既不影响燃油压力低告警功能，又可以监控燃油压力的实际值。
在试验过程中，一旦发现
增压泵后燃油压力数值异常，便提醒操作员降低飞行高度或者打开飞机油箱增压泵，避免造成不必要的损失。
3.2计量燃油流量和计量燃油压力的测试
燃油系统首要的任务就是保证航空发动机各种工作状态下的燃油需求，燃油调节器便是完成该任务的执行机构。
电子控制器根据发动机状态输出计量油针给定信号至泵调节器，泵调节器接收到信号后输出相应的燃油，并将计量油针反馈信号传输给电子控制器。
泵调节器理论供油流量和实际供油流量有一定的误差，误差超出一定范围时就会影响发动机正常工作。
通过对泵调节器出口对计量燃油流量和燃油压力进行测试监控，实现泵调节器实际供油流量和理论供油流量的对比分析，实时监控泵调节器的工作特性。
当发动机出现超转现象时，电子控制器控制超转放油阀按照既定规律工作，可以避免飞机因发动机超转停车而失去动力。
在超转放油阀出口测试监控燃油特性，不但可以监控超转放油阀的工作状况，也可以监控发动机喷嘴前的燃油压力，如图2所示。
4控制系统测试
控制系统集信号采集与处理、故障诊断与对策、控制方法与控制规律于一体，主要由传感器、电缆和电子控制器等组成，其中电子控制器软件和硬件结合在一起成为控制系统的核心部件。
在正常使用过程，电子控制器将发动机状态参数和控制系统故障告警信号输送至台面仪表，但是传感器和电子控制器的工作特性无法监控。
为了在整机试验和科研试飞时，实时掌握控制系统工作状态，便于故障的排查和分析，可以对控制系统进行测试改装，具体如图3所示。
在电子控制器方案设计时，便充分考虑了整机试验和科研试飞测试改装的需要，对其通讯端口进行了余度设计。
在发动机整机试验时，电子控制器和监控计算机进行通讯，实时监控发动机及控制系统工作状态。
监控计算机能实时显示信号参数及试验曲线、开关量状态、故障告警信息等，还具有数据存储功能。
在科研试飞时，电子控制器可以和飞机遥测系统进行数据传输，但是飞机遥测系统只能将少量关键信息传输至地面监控系统，实现航空发动机及控制系统的实时监控。
通过将整机试验监控计算机通讯接口处安装一个控制系统数据记录仪，可以详细记录存储试验过程燃油与控制系统的信息，以便进行曲线回放和分析，也为燃油与控制系统安全性评估及故障排查提供依据。
5试验验证
燃油与控制系统随发动机整机试验过程中，出现发动机起动失败现象。
经过对测试数据进行分析，发现燃油与控制系统实际供油流量比理论供油流量低，引
起发动机起动失败。
燃油与控制系统随发动机装飞机科研试飞时，控制系统向飞机座舱仪表输出导叶电磁阀故障。
通过分析控制系统数据记录仪存储的数据，发现因导叶给定信号和反馈信号偏差超出规定值，引起控制系统报导叶电磁阀故障。
6总结
通过对航空发动机燃油与控制系统参数进行测试监控，可以全面掌控在航空发动机整机试验和科研试飞中燃油与控制系统的工作状态，也能预先评估燃油与控制系统的安全可靠性，保证试验顺利进行。
测试监控存储的数据也为燃油与控制系统的故障排查和分析提供了依据，保障航空发动机燃油与控制系统研制工作顺利开展。