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第卷第期航空动力学报. .
年月.
文章编号:———
航空发动机燃气温度控制系统
的设计研究及应用
姜彩虹
沈阳发动机设计研究所,辽宁沈阳
摘要:介绍了某航空发动机燃气温度控制系统的设计方法,该系统已经应用于某型航空发动机,并配装某超
音速战斗机完成了全包线考核试飞。该系统具有控制品质良好、可靠性高和外场使用维护方便等特点。该系
统的安装使用,既可以防止因燃气温度超过规定值过早损伤发动机而节省经费,又可以使飞行员无忧虑地操
作,减轻飞行员负担。
关键词:航空、航天推进系统;燃气温度;控制;航空发动机
中圈分类号:. 文献标识码:

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国外多种型号涡扇发动机的控制计划,要求在发
引言
动机进口温度为℃到的宽广范围内,
随着航空发动机性能的提高,发动机燃气温保持涡轮排气温度为常值。也就是说,在飞行包线
度控制的重要性日益突出,首先表现为:,都要求
机燃气温度控制系统的工作范围扩大。早期的发温度控制系统工作。它覆盖了飞行包线的三分之
动机控制计划主要是控制转速,不用燃气温度控二以上,这正是现代战斗机使用的最重要空域。
制或以其为辅。今天,高性能发动机的过程参数在其次,燃气温度控制系统的工作性能严重影
主要工作状态下都达到了它的极限值,要求在飞响发动机的寿命。现代歼击机用的发动机在使用
行包线的很大范围内控制涡轮燃气温度。例如: 中大负荷中间、加力状态约占%~ %以
收稿日期:—一,修订日期:一一
作者简介:姜彩虹一,女,山西潞城人,沈阳发动机设计研究所高级工程师,主要从事航空发动机控制研究.
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航空动力学报第卷
上,其涡轮进口燃气温度长时间处于“最高温度”超温时,温度控制回路超越转速控制回
状态,其值往往高出涡轮叶片金属材料的熔点温路,直接控制燃油计量活门,减小供油量。采用这
度几百度。虽然由于采用先进的冷却技术和热障种方法,避免了其他调节回路对温控回路的干扰,
涂层,使涡轮叶片金属基体温度保持在可以长期而且温控范围大,灵敏度好。
安全工作的水平上,但是,如果涡轮叶片在最高工考虑到发动机的安全性和现有调节器的结
作温度基础上再超温~ ℃,则涡轮叶片的构,选用了第一种方案。在制定系统方案的过程中
寿命将会减半。还考虑了如下几个问题:
鉴于燃气温度控制对发动机的重要作用,国系统控制品质
外一些高性能的发动机甚至规定当燃气温度控制涡轮排气温度控制系统的设计目标是:在发
系统发生故障时,发动机只能降转使用。显然,发动机的全飞行包线范围内有良好的稳定性,稳态
动机燃气温度控制系统的设计问题不可等闲视控制精度要不大于℃,过渡过程要保证涡轮排
之。气温度不大于控制目标值℃,瞬态大于控制目
直接测量涡轮前燃气温度有不少困难,主要标值的时间不超过。
原因是温度太高、温度场很不均匀。到目前为止, 温度测量
仍大多测量涡轮出口温度。因为涡轮出口温度场测温组件应带有冷端补偿,其输出信号应能
的不均匀度和平均温度水平相对比较低;当涡轮反映涡轮后温度场的平均值;个别测温元件的故
特性