某型航空发动机应急放油系统研究

针对某型航空发动机在地面应急放油时发生的停车故障,对该型发动机应急放油系统进行了深入的理论分析,并采用5 kHz的采样频率采集数据,进行大量的发动机台架试车和装机试车,通过微观分析,找出该型发动机停车故障的1种特殊原因。在精确分析的基础上,对应急放油系统采取改进设计,并通过试验进行了设计改进后的试车和试飞验证,在应急放油附件管接头通往加力泵接通活门管接头的内部增加Φ=1.0 mm的节流嘴,使应急放油接通时主燃油喷嘴前、后压差最低值提高200～700 kPa,并且增加节流嘴后对发动机其他功能和性能无影响,从而可靠地解决了原有应急放油系统的缺陷,有效排除了某型航空发动机在地面应急放油时发生的停车故障。

航空发动机喷口收放转速和α_2角度同时突变故障分析

为了排除航空发动机使用中喷口收放转速和α2同时突变故障,深入分析了发动机相关燃油系统调节原理。现场试车测量了发动机相应燃油管路压力,并进行了台架试车验证。结合故障发动机滑油光谱分析,将故障原因定位为燃油增压泵花键轴异常磨损,导致发动机附件传动系统不能正常带动燃油增压泵旋转,发动机低压燃油系统处于增压泵不增压的异常工作状态,降低了该泵进口端燃油压力,低压燃油系统基准异常,造成燃油调节系统调节异常。

基于MBSE思想的航空发动机控制系统设计方法

在航空发动机控制系统设计开发过程中,存在需求理解偏差、需求实现描述不清晰、设计过程缺失等问题,严重影响产品后续使用。为了构建完整、规范、准确的系统设计要求,完整描述系统设计过程,引入基于模型的系统工程思想。通过需求分析将用户需求条目化,并对每条需求进行确认, 通过功能分解,将复杂系统模块化, 利用功能描述将需求量化、图形化,明确各项功能的具体行为, 在要求制定过程中引入数据流管理,将整个系统设计过程有机结合在一起。结果表明:采用基于模型的系统工程思想构建满足产品研发的控制系统正向设计方法,实现了顶层需求的100%覆盖和追溯,可将模糊的需求通过建模方式具体化、显形化。通过N_1测量对设计方法进行了验证,表明该方法可用于工程设计。

航空发动机闭环起动系统设计及试验验证

针对某型航空发动机在使用过程中存在的地面起动性能不佳、需要频繁调整和空中起动边界较小的问题,提出一种在开环起动系统的基础上叠加供油修正系统后形成闭环起动系统的方法。在保证燃油接口不变的约束下,通过借用原有油源及增加电液转换指令相结合的方式改进设计了一种带燃油流量修正功能的起动装置,利用数字电子控制器的计算能力,采用基于转速升高率的PID控制算法实现了发动机的闭环起动。结果表明:在平原机场地面起动成功率达到99.8%,在高原机场地面起动不经调整或经过1次适应性调整就能保证发动机可靠起动,空中惯性起动包线左扩100 km/h,空中风车起动包线左扩50 km/h,大幅度提高了发动机的起动成功率,有效减少了因大气温度或海拔高度变化进行调整的工作。

某航空发动机空中稳态α_(1)超偏关边界故障分析

本文针对某航空发动机空中稳态α_(1)超偏关边界故障,开展了故障树排查、机理分析、故障复现试验等工作。综合分析认为,造成该故障的原因是主燃油泵调节器高速电磁阀中衔铁卡滞在α_(1)偏关位置,电磁吸力不能打开活门,电磁阀通电不工作。衔铁卡滞的原因是隔磁垫断裂并重叠,衔铁受力失衡,沿着轴向局部镦粗,与壳体内孔卡滞;隔磁垫断裂的原因是隔磁垫采用线切割加工形成重熔层且存在裂纹,在高频(40Hz)冲击工况下,隔磁垫重熔层裂纹持续扩展并断裂。针对故障原因,采用取消隔磁垫、衔铁由平头结构改为锥头结构等优化措施,经样件制造、厂内试验验证、随附件及发动机长试验证,表明改进后的产品性能稳定。通过了各项试验验证,可有效防止该类故障发生。

飞机和发动机控制一体化通用要求标准研究探索

通过分析国外现代军民用飞机和航空发动机研制发展趋势,对我国急需的飞机与发动机控制一体化通用要求标准技术内容展开论述,并初步提出标准制定的主要框架和内容,为我国飞机和发动机一体化研制提供标准支撑并提供制定依据和发展方向。

航空发动机燃油结冰试验标准研究

燃油结冰问题严重影响飞机的飞行安全,严重时会导致发动机丧失推力,而国内缺少针对发动机燃油系统结冰相关的试验标准,通过对国内外燃油结冰试验标准研究,结合对燃油结冰问题认知不断的加深,提出了开展发动机燃油结冰试验的试验项目、对冰的模拟方法,并说明了相对于飞机燃油结冰试验应注意相关事项,为后续发动机燃油系统结冰试验方法的制定提供参考。

某航空发动机空中转速异常上升故障分析

针对某航空发动机飞行过程中出现的空中转速异常上升故障,开展了故障树排查、机理分析、故障复现试验等工作,综合分析认为,造成该故障的原因是主燃油泵调节器α1指令杠杆一侧拨叉断裂脱落,离心配重张开角度受到限制;转速调节器控制计量活门开大,供油量增加,发动机转速异常上升,直至被综合电子调节器控制在中间状态。α1指令杠杆拨叉断裂原因是原始铸造缺陷,锁片钳挤压拨叉导致开裂,产品出厂调试过程中断裂脱落。为此制定了拨叉毛坯浇注方法,可有效防止该类故障的发生。

一起飞发接口串扰引发的降转异常故障研究

传统的因发动机、飞机本身原因造成的降转故障模式已有成熟研究,本文介绍了一起发动机在使用过程中出现的因飞发接口串扰引发的异常降转故障,通过故障树分析,对故障原因进行定位,提出改进方法,并在此基础上,对飞发接口串扰引发的降转信号异常输出故障模式进行归纳,为外场排故提供参考。