小型渦噴發(fā)動機故障分析及控制系統(tǒng)改進

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1、第42卷第4期2016年8月航空發(fā)動機AeroengineV01.42No.4Aug.2016小型渦噴發(fā)動機故障分析及控制系統(tǒng)改進陶德桂,王成軍(中國人民解放軍92419部隊,遼寧興城125106)摘要:針對小型高速無人機配裝的小型渦噴發(fā)動機發(fā)生的空中停車故障,以發(fā)動機轉速異常為頂層事件,以導致頂層事件發(fā)生的全部可能性為基本事件建立故障樹,結合發(fā)動機控制原理及對遙測數(shù)據(jù)進行仔細分析,確認發(fā)動機轉速采集信道出現(xiàn)問題導致發(fā)動機控制系統(tǒng)進入邊界控制,而邊界條件設置不合理導致發(fā)動機工作在超速超溫狀態(tài),最終失效。通過采取增加轉速采集備份信道、改進E

2、CU控制保護算法、修改ECU檔位油門限幅等措施有效地排除了此類故障,提高了發(fā)動機工作的可靠性。關鍵詞:小型渦噴發(fā)動機;小型高速無人機;轉速傳感器;發(fā)動機控制單元;故障樹;冗余度中圖分類號:V235.1l文獻標識碼:Adoi:10.13477/j.cnki.aeroengine.2016.04.006FailureAnalysisandControlSystemImprovementofSmallTurbojetEngineTAODe—gui,WANGCheng-jun(Unit92419ofPLA,XingchengLiaoning125

3、106,China)Abstract:Forsmallturbojetengineshutdownfailureinflightofsmallhigh-speedunmannedairvehicle,afaulttreewasestablishedbasedOntheabnormalenginespeedasthetopevent,takingallthepossibilitieswhichcausedthetopeventasthebasicevent.ThetelemetrydatawerecarefullyanMyzedwithth

4、eprincipleofenginecontr01.Acquisitionchannelofenginespeedcausedatrouble,itmayleadtoenginecontrolsystemintotheboundarycontrolproblem.However,unreasonableboundaryconditionmadeengineworkundertheoverspeedandovertemperaturestate,eventuallyleadtothefailure.Increasingbackupchann

5、elofenginespeedacquisition,improvingtheECUcontrolprotectionalgorithmandmodifyingtheECUlimitationofgearthrottlecanresolvethisfailureeffectively,andcanimprovethereliabilityoftheengine.Keywords:smallturbojetengine;smallhigh-speedunmannedairvehicle;rotationspeedsensor;enginec

6、ontrolunit(ECU);faulttree;redundancy0引言國產某新型小型高速無人機配裝單發(fā)小型渦噴發(fā)動機川,使用清潔度為GJB420A的5級或以上國產RP一3航空煤油為燃料,其最大推力可達1.37kN,起飛質量最大可達300kg,飛行速度最大可達220m/s,飛行高度范圍為50~7000m,具有遙控、2維程控、3維程控和自動飛行等多種模態(tài),研制完成至今已累計飛行近百架次,覆蓋整個設計高度,發(fā)動機一直工作正常。但首次在海平面上飛行時發(fā)生了停車故障,導致無人機墜海。本文針對故障現(xiàn)象及遙測數(shù)據(jù)進行分析,依據(jù)發(fā)動機控制原理建立

7、故障樹[2-31,最終確認該型發(fā)動機在控制系統(tǒng)方面存在安全隱患,需對其進行改進和完善。1故障現(xiàn)象描述2014年下半年,在某臨海發(fā)射試驗場進行了新型高速無人機首次海上飛行試驗,試驗以失敗告終。在事后排故中,結合試驗現(xiàn)場故障現(xiàn)象及事后遙測數(shù)據(jù)分析,準確復現(xiàn)了無人機的整個飛行過程:無人機正常起飛后,按任務要求以5檔檔位進行爬升,1min32S后當靶機爬升至高度為1465m、速度為120m/s時,發(fā)動機轉速在lS內由46200r/min迅速收稿日期:2015一ll一06作者簡介:陶德桂(1969),男,高級工程師,主要從事無人機應用研究工作;E—

8、mall:taodg@sina.corn。引用格式:陶≠富桂,王成軍.小型渦噴.發(fā)動機故障分析及控制系統(tǒng)改進田航空發(fā)動機,2016,42(4):25—29.TaoDegui,WangCheng

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