航空发动机配装飞机技术协调程序与原则

时间:2023-05-11 10:35:29 手机站 来源:网友投稿

摘 要:航空发动机是为航空器提供飞行所需动力的发动机。可以产生拉力或推力,使飞机前进,还可以为飞机上的用电设备提供电力,同时为空调设备等用气设备提供气源。因此航空发动机的性能和飞机的战术技术性,直接关系着飞机飞行的安全性和战术性能,是飞机与发动机技术协调的技术依据和指导原则。

关键词:性能协调;结构协调;监控系统

引言

作为飞机的动力装置,航空发动机是极其重要的,并且作为飞机的一部分,航空发动机是一个非常复杂的独立系统,发动机和飞机的性能协调性、结构相容性、功能匹配性直接关系到飞机的战术性能和飞行安全,是飞机与发动机技术协调的技术依据和指导原则。

1 发动机配装军用飞机的性能协调

1.1 发动机配装飞机的性能协调

发动机配装飞机的性能协调,是指根据发动机的尺寸和重量,结合飞行曲线的情况进行协调的,为完成飞机飞行任务的要求,必须全面计算飞机性能以满足飞机的战术技术性能要求。其中,在不同高度和马赫数的情况下,发动机的状态不同,不同状态下的净推力和耗油量也不同,所以计算的高度和马赫数的范围通常由飞机的飞行包线来确定。而发动机研制单位工作主要是向飞机研制单位提供发动机的高度速度特性和巡航特性,发动机流量特性、排气参数等重要参数和信息,从而研制出性能更好的发动机,从而研制出更好的飞机。

1.2 发动机配装飞机完成性能协调

是指为满足飞机的战术技术要求和性能指标,通过发动机研制部门对发动机的热力循环参数、部件特性、发动机调节规律的研究,结合飞机研制部门对飞机极曲线的研究,两者进行不断的修改和调整,达到最佳状态,最终完成发动机配装飞机的性能协调。

1.3 进气道/发动机性能匹配

飞机动力系统是由进气道与发动机组成形成的,所以发动机配装飞机的性能协调的最重要内容中也包括进气道与发动机的匹配协调,其中包括流量匹配和流场相容。为保证不发生进气道堵塞或溢流,超音速进气道应尽可能的提供发动机各状态下所需求的最大和最小空气流量,那么在发动机完成高度速度特性计算后,就应给出发动机流量特性,从而进行飞机进气道与发动机的流量匹配协调。因为气流具有不稳定性,而飞机飞行又受气流的影响,所以要求飞行员要在不同的气流中采用不同的操纵技术,使得飞机安全飞行,这就要求飞行员进行任何允许的操纵时,发动机均能在要求的状态下稳定运行,这就要求在任何状态下都要保持发动机压气机有足够的喘振裕度,以避免发动机喘振。从而使得飞机进气道出口流场畸变度与发动机的抗畸变能力应相容。

2 发动机配装飞机的结构协调

发动机配装飞机的结构协调包括样机与飞机的安装协调,发动机在飞机上的安装匹配性协调,机舱温度协调,飞机附件传动协调,安装节协调,发动机振动测量协调,引气系统协调,操纵系统协调,发动机状态监控系统协调,发动机各系统接口以及检查测量项目和各接头位置及尺寸协调等。其中比较主要的有发动机几何特性协调,飞机进气道与发动机的安装协调,机舱温度,飞机附件传动协调,发动机振动测量协调,以及引气系统协调。

2.1 发动机几何特性协调

发动机的尺寸是非常重要的,装入飞机的发动机要能够带动飞机的启动,并且其尺寸要能顺利安装到飞机发动机舱内,而且发动机和发动机舱之间要有一定的间隙,方便装卸更换。为了使发动机能够顺利装进飞机发动机舱,应协调发动机各截面的最大外廓尺寸并标示在协调图上,可以根据发动机各截面最大外廓尺寸控制图制造发动机外廓尺寸检验样板,利用模型检验,确保发动机的外形尺寸合试。

2.2 飞机进气道与发动机的安装协调

发动机具有与飞机进气道连接的安装边,计算尺寸时要把安装边计算在内,保证空气从飞机进气道到发动机平滑过渡发动机和飞机进气道的安装边,并规定出容限、偏斜量、热膨胀量以及尽量减小空间,防止误差,同时,发动机进口与进气道连接的界面尺寸也应标示在协调图上,防止计算遗漏失误。

2.3 机舱温度

发动机舱的管路、导线、附件、设备在飞机飞行中运转工作,会使其运转升温,在温度超过一定界限时,就会影响它们使用的安全性,这时就要使这些管路、导线、附件、设备充分冷却,保证其使用的安全性。为了使发动机及其附件在任何工作状态下都不会超过规定的温度极限,这就需要发动机研制单位和飞机研制单位共同协调工作进行发动机与飞机的热相容性协调,保证发动机的稳定性与安全性。

2.4 飞机附件传动协调

飞机附件传动的主要传动形式有两种:合并式传动和分离式传动。其中合并式传动需要协调考虑的有考虑飞机传动附件在附件机匣上的安装位置,充分考虑飞机附件与飞机连接的方便,从而合理利用空间和附件机匣传动功率,使其分配具有科学性。考虑飞机传动附件的功率,如果飞机传动附件的功率过高,会使得零件损坏的几率增大,如果飞机传动附件的功率过低,又不能使飞机灵活运转,所以要选择合适的飞机传动附件功率。考虑飞机传动附件的转速、转向,飞机传动附件的转速、转向影响着飞机发动机运转的转速与转向,所以要充分考虑飞机传动附件的转速、转向。考虑飞机传动附件的质量、质心和外形尺寸,飞机传动附件的质量、质心和外形尺寸影响着飞机发动机的质量、质心和尺寸,如果其存在问题,就会影响发动机的正常运转,进一步影响飞机的安全行驶。要考虑安装座的结构形式和尺寸,飞机发动机的发动机具有与飞机进气道连接的安装边,这时就要考虑安装座的结构形式和尺寸。并且要把功率分出轴需要传递的总功率、尺寸、安装座与飞机附件机匣的连接等在协调图上标注出来,并进行模型检测,防止出现误差。而分离式传动应协调,应充分考虑飞机附件机匣与发动机的连接方式,防止出现误差,并且充分考虑机匣以及飞机传动附件所占的空间位置、外廓尺寸等。若飞机附件机匣装在飞机上,应协调该机匣传动轴输入端和发动机附件机匣传动轴输出端名义值的不同轴度,确保其符合规格。

2.5 发动机振动测量协调

为了保证飞机的安全行驶,应在压气机机匣、涡轮机匣和附件机匣的适当位置上应装有支架或安装座,使得其在三个互相垂直的平面上测量振动。并且应把振动传感器的安装点在协调图上示出,防止其在设计和尺寸上存在问题。发动机研制单位应给出振动传感器的输出特性,给出压气机机匣、涡轮机匣、附件机匣的振动限制数据,从而达到发动机振动测量协调。

2.6 引气系统协调

飞机座舱的引气增压、雷达设备舱通风、油箱增压、防冰和襟翼吹风等都需从发动机引气,在各种状态下总的引气量是多少,从各个部位引气量是多少,都对发动机的使用功率有影响,并且引气中有害气体、刺激性、毒性和固体颗粒等物质含量也不可以超过安全标准,防止发生危险,因此要协调引气系统。

3 发动机状态监控系统

发动机状态监控是发动机组成中极其重要的一部分,发动机状态监控系统的作用就是监控发动机的运转情况,及时发现问题,避免事故的产生。发动机状态监控系统可以监控发动机的状态、性能、振动、滑油、寿命以及结构的损坏程度,总得来说,可监控的性能越多,发动机的安全性能越好。

4 结束语

文章通过简要的对发动机配装军用飞机的性能协调,发动机配装飞机的结构协调和发动机状态监控系统的介绍,对航空发动机配装飞机技术协调程序与原则进行了简单介绍。

参考文献

[1]刘长福,邓明.航空发动机结构分析[M].西北工业大学出版社,2006.

[2]乔渭阳,敬睿.叶轮机动态参数测试技术[M].国防工业出版社,2004.

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