推进技术2001年4月第22卷第2期Apr.2001JOURNALOFPROPULSIONTECHNOLOGYVol.22No.2Ξ军用航空发动机加力控制系统的研究和发展英1,张绍基2朴(1.北京航空航天大学动力系,北京100083;2.沈阳航空发动机研究所,辽宁沈阳100015)摘要:对国外军用航空发动机加力控制系统的研制现状和今后的发展方向进行了归纳和分析,讨论了加力燃油泵、加力燃油调节器、加力燃油计量和分配装置、喷口油源泵和喷口调节器的技术特点、方案选择和研究动向。全权限数字电子控制技术的研究和应用,将会对军用航空发动机的研究和发展产生巨大的影响。关键词:航空发动机;加力燃烧室;燃料系统;发动机控制;控制系统;述评中图分类号:V23317文献标识码:A文章编号:100124055(2001)0220089204ResearchanddevelopmentofafterburnercontrolsystemformilitaryaeroenginePIAOYing1,ZHANGAbstract:Theperformanceoftheafterburnercontrolsystemfortheadvancedmilitaryaeroengineisveryimportant.It’safter2burnerandcontrolsystemhavebeenformanyyears.WiththedevelopmentoftheFADECandtheapplicationofthenewcomposite,theafterburnercontrolsystemtendstobeelectrical,small2scaleandintegrativedirection,whichwillsignificantlyimprovetheperfor2Keywords:Aircraftengine;Afterburner;Fuelsystem;Enginecontrol;Controlsystem;Review飞行范围的扩大,对加力泵提出了大流量、高转速、高1引言压比、耐高温、抗振和工作可靠等要求。对高性能战斗机,其发动机加力控制系统性能十分重要。50多年来,世界各国都在竞相研究和发展军用航空发动机加力燃烧室、尾喷口及其控制系统,并形成了两种典型风格:即欧美风格用于各类军用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的军用发动机加力燃油泵,因流量有限、结构和工艺复杂、制造精度高(如柱塞、分油盘)、抗脏性差、使其在加力燃格1～6。军用航空发动机加力控制系统主要包括:加油系统中趋于淘汰边缘。离心泵的流量大、单位流量力燃油泵、加力燃油调节器、加力燃油计量装置及燃油分配装置、喷口油源泵和喷口调节器等。随着发动机数控技术的研究和发展以及新型复合材料的应用,使加力控制系统逐步向数字电子化、小型化、一体化方向发展,大大改善了军用航空发动机的性的泵质量小、成本低。结构简单、便于流量调节、适于军用战斗机。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制中的一个难点。俄国的P292300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)提供主燃油系统及小加力燃油;加力泵(离心泵)提供小加力以上的燃油,当主2加力燃油泵和喷口油源泵的研究和发展加力燃油泵是加力供油系统的主要部件,直接影响发动机的性能和寿命,随着高推比发动机的发展和泵出现故障时,主系统及加力燃油系统共用加力离心泵,这样避免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。这是俄国研究离心Ξ收稿日期:2000206218;修订日期:2001201204。作者简介:朴英(1959—),女,研究员,博士生,研究领域为航空发动机控制。泵扬长避短的独到之处,既简化了结构,又增强了系统的可靠性。AЛ231Φ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AЛ231Φ中的离心泵与早期P292300发动机的加力离心泵十分相似,其中关键件叶轮完全相同,材料为钛合金,轴承选用高精度的滚柱轴承和深沟轴承。美国解决离心泵的小流量温升高、压力摆动大的方法是:单独安装一个旋板泵作为启动泵。此外减轻加力燃油系统的重量也成为研究中的关键之一。目前美国桑特斯朗公司与普惠公司正联合研究采用轻型复合材料的加力燃烧泵,其中泵的壳体,扩压环和叶轮等采用了轻型复合材料,其特点是耐高温、耐腐蚀、强度高、重量轻。两公司将继续对离心泵耐火保护层进行研究。预计由于轻型复合材料的应用,在2000年以后使燃油控制系统重量减轻到50%。英国道蒂公司于1957年开始研究汽心泵,经过15年的研究,于70年代初首次把汽心泵用于军用航空发动机加力燃油系统,不到10年时间,欧洲带加力的军用发动机都采用了汽心泵。此后美国GE公司和法国斯奈克玛公司...