某型發(fā)動機消喘系統(tǒng)原理分析

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1、某型發(fā)動機消喘系統(tǒng)原理分析　　【摘要】喘振對航空發(fā)動機的安全工作有嚴重危害，航空發(fā)動機在任何狀態(tài)下都應(yīng)避開喘振區(qū)。某型航空發(fā)動機消喘系統(tǒng)的作用是提高發(fā)動機喘振裕度，當(dāng)發(fā)動機出現(xiàn)喘振時，通過控制航空發(fā)動機燃油調(diào)節(jié)和幾何通道調(diào)節(jié)，來消除發(fā)動機喘振，并將發(fā)動機快速恢復(fù)到原穩(wěn)定狀態(tài)。本文簡要介紹了某型號航空發(fā)動機消喘系統(tǒng)的組成及工作原理?！　　娟P(guān)鍵詞】航空發(fā)動機消喘防喘喘振　　航空發(fā)動機喘振是氣流沿壓氣機軸線方向發(fā)生的低頻率（每秒十幾次）高振幅的一種氣流振蕩現(xiàn)象，它對壓氣機及發(fā)動機的工作有嚴重威脅，喘振的外部現(xiàn)象表現(xiàn)為

2、放炮聲，音調(diào)低沉，出現(xiàn)強烈的機械振動?！　〈癞a(chǎn)生的根本原因是由于攻角過大，使氣流在葉背處發(fā)生分離而且這種氣流分離嚴重擴展至整個葉柵通道?！　“l(fā)動機喘振會引起排氣溫度升高、燃燒不穩(wěn)定、壓氣機工作不穩(wěn)定等現(xiàn)象。如發(fā)生喘振，應(yīng)使發(fā)動機立即退出喘振狀態(tài)，否則可能造成發(fā)動機的嚴重損壞。為防止喘振，發(fā)動機設(shè)有防喘和消喘兩個系統(tǒng)。　　發(fā)動機設(shè)計時通常采取的防喘措施主要有四種：可變進口通道面積、壓氣機中間級放氣、可調(diào)導(dǎo)向葉片和整流葉片、雙轉(zhuǎn)子或三轉(zhuǎn)子?！　。?）可變進口通道面積：進氣道構(gòu)造上設(shè)有可調(diào)斜板來調(diào)節(jié)進口面積。4　　

3、（2）壓氣機中間級放氣：通過改變流量來改變工作葉輪進口處的絕對速度的大小，從而改變其相對速度的大小和方向，改變攻角，達到防喘的目的（對于增壓比在10以上的多級壓氣機，防喘效果不明顯）?！　。?）可調(diào)導(dǎo)向器葉片和整流葉片：按照發(fā)動機轉(zhuǎn)速和進氣總溫的變化，調(diào)整進氣氣流的方向，使進氣迎角始終與設(shè)計狀態(tài)一致，提高發(fā)動機的穩(wěn)定工作范圍?！　。?）雙轉(zhuǎn)子或三轉(zhuǎn)子：通過改變轉(zhuǎn)速，即改變壓氣機動葉的切線速度的辦法來改變工作葉輪進口處的相對速度的方向，以減小攻角，達到防喘的目的，或者說是通過改變轉(zhuǎn)速的辦法來改變流量系數(shù)使其接近設(shè)

4、計值，達到防喘的目的?！　∧承桶l(fā)動機采用的防喘振措施有：1）進氣道構(gòu)造上設(shè)有可調(diào)斜板來調(diào)節(jié)進口面積；2）采用雙轉(zhuǎn)子（目的是當(dāng)進氣量減少或轉(zhuǎn)速下降時，壓氣機前幾級壓氣機葉片攻角增大，負荷變重；隨著氣流迎角逐級減小，負荷變輕。由于高低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可以不同，低壓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速因負荷變重而增大，高壓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速因負荷變輕而減?。?）可調(diào)的壓氣機導(dǎo)流葉片（目的是按照發(fā)動機轉(zhuǎn)速和進氣總溫的變化，調(diào)整進氣氣流的方向，使進氣迎角始終與設(shè)計狀態(tài)一致，提高發(fā)動機的穩(wěn)定工作范圍）；4）在低壓壓氣機第四級機匣設(shè)置處理機匣（目的是減小葉片葉尖

5、附近的迎角）?！　∧承桶l(fā)動機消喘系統(tǒng)的功用是當(dāng)發(fā)動機發(fā)生喘振時，通過控制發(fā)動機燃油供油量和幾何通道，使發(fā)動機退出喘振狀態(tài)。采取的具體措施是減少進氣量，短時間切油，放大噴口（消除前擁后堵），同時接通遭遇起動，恢復(fù)發(fā)動機原穩(wěn)定狀態(tài)?！　?消喘系統(tǒng)組成4　　某型發(fā)動機消喘系統(tǒng)組成包括發(fā)動機綜合調(diào)節(jié)器中的防喘保護裝置、空氣壓力受感部、喘振信號器、主泵調(diào)節(jié)器的執(zhí)行機構(gòu)им3、發(fā)動機自動起動器、噴口調(diào)節(jié)器的執(zhí)行機構(gòu)им4。如圖1所示：　　2消喘系統(tǒng)工作原理　　喘振信號器將感受到的空氣壓力變化量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號，輸送給發(fā)

6、動機綜合調(diào)節(jié)器，綜合調(diào)節(jié)器根據(jù)高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N2，向發(fā)動機執(zhí)行機構(gòu)機載記錄系統(tǒng)發(fā)出消喘信號。出現(xiàn)喘振信號的情況有兩種：一是發(fā)動機氣流通道發(fā)生喘振或有喘振趨勢，喘振信號器向綜合調(diào)節(jié)器發(fā)出電壓信號；二是喘振信號器電路出現(xiàn)故障，發(fā)出“喘振”的虛假信號?！　“l(fā)動機防喘系統(tǒng)的功用是當(dāng)放射導(dǎo)彈（出現(xiàn)“K2”指令信號）時，為了預(yù)防導(dǎo)彈尾氣對發(fā)動機的影響，放下進氣道斜板，減少發(fā)動機進氣量。發(fā)動機加力狀態(tài)時進行加力遭遇起動，減少低壓和高壓壓氣機的進氣量，放大噴口以提高發(fā)動機的穩(wěn)定裕度。消喘系統(tǒng)的功用是當(dāng)發(fā)動機發(fā)生喘振（出現(xiàn)“K1”

7、指令信號）時，通過控制發(fā)動機燃油供油量和幾何通道，使發(fā)動機退出喘振狀態(tài)。采取的具體措施是減少進氣量，短時間切油，放大噴口（消除前擁后堵），接通遭遇起動，恢復(fù)發(fā)動機原穩(wěn)定狀態(tài)?！　?zhí)行機構(gòu)（PHA、им4、им3）的協(xié)動過程如下：　?。?）PHA接到K1（或K2）信號后，經(jīng)過調(diào)整電阻，程序生成器輸出偏差信號，在經(jīng)過校正裝置和脈寬調(diào)制器生成與偏差信號成比例的占空比S8，經(jīng)過功率放大器傳輸至主泵調(diào)節(jié)器的執(zhí)行機構(gòu)им8，減小進氣量。　?。?）им4：若加力狀態(tài)下出現(xiàn)喘振信號K1時，將發(fā)動機狀態(tài)重調(diào)到最小加力狀態(tài)，并增大

8、加力狀態(tài)下的π4T調(diào)整值；最大狀態(tài)下增大加力狀態(tài)下的πT調(diào)整值?！　。?）им3：電磁活門通電時間較喘振信號長0.2秒，主泵調(diào)節(jié)器的定量活門處于最小供油量位置；燃油分配器停止向燃燒室供油；高低壓導(dǎo)流葉片向減小發(fā)動機空氣流量方向偏轉(zhuǎn)；噴口臨界面積調(diào)大?！　?結(jié)語　　航空發(fā)動機喘振是嚴重威脅發(fā)動機工作和飛行安全的因素，無論發(fā)動機工作在什么狀態(tài)下都應(yīng)避開喘振區(qū)。防喘系統(tǒng)提高了發(fā)動機的喘振裕度