军用航空发动机加力控制系统的研究和发展
航空发动机控制系统发展概述
航空发动机控制系统发展概述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。
航空发动机燃油与控制系统的研究与展望_张绍基
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] 。
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。
军用航空发动机简介介绍
军用航空发动机关
03
键技术
军用航空发动机关键技术
• 军用航空发动机是现代军事航空技术的核心组成部分，其性能与可靠性直接决定了军用飞机的战斗力与作战效能。为了满 足各种极端环境和复杂任务的需求，军用航空发动机在技术上不断追求创新与突破。本文将重点介绍军用航空发动机中的 几项关键技术。
军用航空发动机的
作用
军用航空发动机的主要作用是为军用飞机提供推力，使其能够起飞、巡航和执 行各种任务。同时，军用航空发动机还需具备高可靠性、高效能、高机动性等 特点，以满足复杂多变的军用航空需求。
军用航空发动机的历史发展
早期发展
涡轮喷气时代
早期的军用航空发动机主要借鉴民用航空 发动机的设计，但在性能上提出了更高的 要求。
军用航空发动机简介介 绍
汇报人： 2023-11-22
contents
目录
• 军用航空发动机概述 • 军用航空发动机类型与特点 • 军用航空发动机关键技术 • 军用航空发动机的未来展望
军用航空发动机概
01
述
定义与作用
定义
军用航空发动机是为军用飞行器提供动力的专用发动机，是军用航空技术的核 心组防安全
军用航空发动机是国防安全的重 要支柱，直接影响军用飞机的性 能，进而关系到国家的空中优势
和战略威慑能力。
科技实力体现
军用航空发动机的研发和生产水 平是一个国家航空科技实力的直 接体现，对于提升国家在国际舞 台上的地位和影响力具有重要意
义。
经济发展
军用航空发动机产业具有高技术 、高附加值的特点，能够带动相 关产业链的发展，为国家经济发
随着涡轮喷气技术的出现，军用航空发动 机进入了全新的时代，具备更高的推力和 速度。
航空发动机研发的控制分析
航空发动机研发的控制分析第一章：引言航空发动机是现代民用航空技术的核心。
研发航空发动机是航空工业研究的重要方向之一，对于提高航空交通安全性以及降低航空运输成本具有重要作用。
随着技术的不断发展，航空发动机的研发已经成为一个国际化的竞争性领域。
本文将围绕航空发动机的研发过程中的控制分析展开讨论。
第二章：航空发动机的基本原理航空发动机的基本原理是将化学能转化为机械能，从而推动飞机前进。
发动机的基本结构是由进气系统、燃烧室、涡轮、尾喷管、控制系统等组成。
其中进气系统通过收缩和扩张，将空气压缩到燃烧室中，混合燃油燃烧后产生高温高压的气体，推动涡轮旋转，从而产生动力驱动飞机前进。
控制系统则用来控制进气流量、燃油流量、温度、压强等参数的变化，确保发动机的正常工作。
第三章：航空发动机的研发过程航空发动机的研发过程是长期而复杂的。
一般经历概念设计、方案设计、样机研制、试验评估、认证等阶段。
如何保证发动机的可靠性和高效性是研发过程中要解决的主要问题。
在概念设计阶段，需要进行市场调研和需求分析，确定设计任务和性能指标。
在方案设计阶段，需要进行详细的技术分析和实验研究，确定设计方案和技术路线。
在样机研制阶段，需要进行模型设计、部件制造、装配调试等工作，制作出符合设计要求的样机。
在试验评估阶段，需要进行地面试验、飞机试飞等多个环节的试验验证，确保发动机符合航空安全标准。
在认证阶段，需要进行备案审批、质量认证等环节，取得相关国际认证资格。
第四章：航空发动机研发的控制分析航空发动机的研发过程中，控制分析是一个重要的环节，包括燃油供应系统、机油系统、涡轮系统等多个方面。
控制分析的目的是确保发动机在各种极端条件下的可靠性和高效性。
在燃油供应系统中，控制分析需要考虑燃油喷射的精度和流量控制的精度，以确保燃油的稳定供应。
在机油系统中，需要考虑机油的流量、温度等参数，并通过调整阀门等控制措施，确保机油的正常循环。
在涡轮系统中，需要考虑放气、转子平衡、气体内流等复杂变化，并通过设计合理的涡轮组件和流道，提高涡轮的效率。
航空动力系统的研发和应用前景
航空动力系统的研发和应用前景随着科技的不断进步，航空行业也得到了巨大的发展。
而航空动力系统毫无疑问是其中最重要的一环。
航空动力系统是指飞机推进系统、能源控制系统、动力转换系统等复杂而又庞大的系统。
它承载着飞机的动力，为飞机提供源源不断的能量，保障了飞机的高效运行。
那么航空动力系统的研发和应用前景又有怎样的发展趋势呢？首先，随着航空工业的发展，航空动力系统的技术也得到了巨大的提升。
传统的航空动力系统采用的是发动机燃烧燃油产生动能的方式。
在这个过程中，不仅会产生大量的废气，同时也会造成极大的环境污染。
而如今，新型的绿色航空动力系统已经日益成熟，通过使用电池、电力电池、氢燃料电池等新型能源，实现了航空动力系统的绿色化。
这样做，不仅能够有效降低航空工业对环境的影响，也大大提高了飞机的效能。
相信在未来，这一趋势将会更加明显。
其次，在航空动力系统的研发方面，随着数字技术的快速普及，数字化领域也开始进入到航空动力系统领域。
数字化技术已经应用在了航空动力系统的设计、仿真、测试等多个环节，使得研发成本大幅降低。
数字化技术通过模型仿真和数据采集，从而检测出隐蔽缺陷或者优化设计，大大增强了研发的效率和精度。
以数字化技术为主的航空动力系统研发，也成为了航空动力系统未来发展的主要趋势。
另外，人工智能技术的发展也为航空动力系统的研发带来了巨大的贡献。
人工智能技术可以对复杂的航空动力系统实现自动化控制和监测，有效提高了航空动力系统的性能和稳定性。
通过人工智能技术实时监测和分析航空动力系统的工作情况，不仅能够有效降低事故率，也让对机器的维护和保养工作更加精准有力。
随着人工智能技术的不断发展，相信它会在航空动力系统研发和应用上展现越来越强的力量。
总的来说，未来航空动力系统的研发和应用前景还是非常乐观的。
通过使用新型绿色能源，数字化技术和人工智能技术的发展，将会使航空动力系统更加智能化、高效化、环保化。
航空动力系统的不断发展将会为航空工业做出更加出色的贡献，创造更加美好的明天。
航空发动机控制系统的研发与展望
收稿日期: 2004- 02- 16; 修订日期: 2004- 04- 07 作者简介: 张绍基 (1942- ) , 男, 山东黄县人, 沈阳发动机设计研究所研究员, 主要从事航空发动机燃油控制系统和数字控制系统
研究.
376
航空动力学报
第 19 卷
有益的[1～ 3 ]。 在发展第四代航空发动机的同时, 也应注意
3 喷管控制系统日趋复杂
发动机尾喷管控制用的油源通常选用液压 油、滑油或燃油作为工作介质。由于液压油和滑油 的粘度大、润滑性能好, 因此容易泵压到较高的压 力水平, 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 动机与飞机共用一个液压油源, 会对飞机操纵系 统的动态特性产生不利的影响和可能因环境温度 高造成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, 但是由于引入新的油源系统 (油箱、 油泵、油滤等) , 带来系统和结构的复杂性。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 АЛ231Ф发动 机的喷管油源泵最大出口压力为 22 M Pa, 最大流 量为 3 600 l h (2 800 kg h) , 并且已研制出在泵 质量不变 (815 kg) 情况下, 流量提高到 4 800 l h (3 740 kg h) , 首翻期由 300 h 提高到 1 000 h 的 喷管油源泵。
航空发动机控制系统的研发与展望_张绍基
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.
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军用航空发动机加力控制系统的研究和发展
摘要：
本文旨在介绍军用航空发动机加力控制系统的研究和发展。
首先介绍军用航空发动机加力控制系统所需的基本设施，并介绍了参与其开发的人员的角色。
接下来，我们详细介绍了各种可能的研究方法，例如实验、仿真和计算机模拟，以及通用的设计思想，为系统的发展提供了指导。
紧接着，我们重点介绍了当前技术水平，包括采用先进计算技术的系统，以及现有的设计方法，以帮助设计者在追求发动机极致性能时提供有效的技术支持。
最后，我们概述了发动机加力控制系统的未来研究发展趋势，以指导未来应用者更好地把握未来发动机加力控制系统技术和产品发展的思路。
关键词：军用航空发动机；加力控制系统；研究；发展；设计。
正文：
一、引言
随着最先进的计算技术的发展，军用航空发动机的研究和发展也取得了长足的进步。
这是因为它们不仅可以提高发动机性能，而且还能够提高设计者在设计各种类型发动机时的效率。
其中加力控制系统就显得尤为重要，它极大地改变了传统的发动机加力控制的方式，并提供了一些实用的设计方法来满足不同的发动机类型。
二、军用航空发动机加力控制系统的基本设施
加力控制系统的核心设施包括发动机性能参数的测量和感知，系统分析和计算，以及对加力系统的参数调节，可以精确有效
地控制发动机。
这些设施包括但不限于发动机控制系统，加力控制模块，发动机监控系统，以及必要的测量装置。
同时，由于加力控制系统涉及到多个技术领域，因此参与研究和开发的专业人员也有很大不同。
例如，结构工程师，材料工程师，以及软件工程师可以负责设计发动机的结构，外观，以及安全性能，并负责确保系统的正确运行。
三、研究方法
要研究加力控制系统的设计思路，首先要进行大量的实验和仿真，来测试发动机对加力系统的反应，并加以改进。
此外，计算机模拟的技术也可以帮助开发者更有效地设计加力控制系统，这样可以在获得更好的性能同时，减少设计团队的人力投入。
此外，设计者还必须充分了解发动机加力控制系统的基本原理和常用设计方法，以便能够有效地提高发动机性能。
四、现有技术
当前的发动机加力控制系统采用先进的计算技术。
例如，基于模糊控制原理的加力控制系统可以根据实时发动机参数来调整其加力进行，可以帮助发动机更好地适应用发动机加力控制系统可以帮助发动机有效地调节加力。
通过使用实时参数测量，分析和计算技术，可以更有效、精确地调节发动机的加力效率。
此外，加力控制系统还可以优化发动机性能，提高加速性能和重新启动能力，从而降低能耗。
另外，加力控制系统还可以使发动机能够更有效地控制排气压力，以满足不同的燃料类型的需求，并保持更可靠的发动机操作。
使用加力控制系统可以有效地减少流动摩擦，缩短发动机启动时间。
此外，加力控制系统还可以改善发动机整体性能，并且可以自动调节发动机的加
力，使之更加精确。
此外，加力控制系统还可以有效地降低发动机的排放水平，减少对环境的影响。
另外，加力控制系统也可以有效节省燃料，节约成本，节能减排。
加力控制系统的应用的不仅仅是提升发动机性能，它还可以帮助开发者有很大的改进，在提高燃料经济性、燃料效率和环境友好性方面取得显著成果。
发动机加力控制系统的运作原理比较简单，它们一般包含发动机检测和控制的芯片、传感器和电路。
通过对发动机参数的实时测量和控制，加力控制系统可以快速准确地调节发动机性能参数，从而增加发动机比功。
此外，加力控制系统也可以帮助发动机提高燃料经济性、燃料效率和排放水平。
发动机加力控制系统的使用可以显著提高发动机的性能，节省能源，减少燃料消耗，提高经济效益，并能够有效地减少污染。
发动机加力控制系统除了能够帮助发动机节省能耗，减少燃料消耗之外，还能够有效地提升发动机的可靠性。
同时，由于加力控制系统的使用，发动机的加速和重新启动的能力也会显著提高。
此外，加力控制系统还可以有效地优化汽车的牵引能力，舒适度，可靠性，安全性，操纵性和控制性，从而更好的满足汽车的要求。
加力控制系统的使用不仅可以提高发动机的性能，
而且还可以增加机动车的安全性和便捷性，降低机动车对环境的影响。
总而言之，得益于加力控制系统的出现，发动机的性能得到了显著改善，并为汽车提供了更多的可靠性和安全性。
发动机加力控制系统还可以帮助汽车制造商开发更快更省油的发动机。
此外，它还能够有效地提高发动机机械结构的稳定性和可靠性，并能够有效地减少发动机的发热量。
同时，使用加力控制系统，也可以实现发动机的更高性能，从而有效地改善汽车的发动机性能。
另外，为了实现发动机的更高燃料效率
和低污染水平，加力控制系统还可以改进发动机的运行状态，
从而可以更有效地满足消费者对汽车性能和经济性的要求。
综上所述，发动机加力控制系统可以大大提高发动机性能，减少燃料消耗，提高发动机燃料经济性和可靠性，减少污染，同时还能满足现代汽车消费者对汽车性能和经济效益的要求。
为了实现这一目标，汽车制造商应该采用先进的发动机加力控制技术来提高发动机的燃料经济性。
具体而言，发动机加力控制系统可以通过改变发动机进气和排气流量，对发动机排放物进行精确控制，从而达到减少污染的目的。
此外，发动机加力控制系统也可以通过优化发动机涡轮增压系统的参数，来有效地提高发动机的性能，使发动机可以更有效节省燃料，降低污染，并且可以有效地提升汽车的性能。
除此之外，发动机加力控制系统还可以改进发动机的噪声控制，从而让消费者体验到更高品质的驾驶体验。
发动机加力控制系统的应用可以让汽车具有更好的燃料经济性，更低的排放，更高的可靠性，更少的噪声，从而达到节能减排的目的。