微型涡轮喷气发动机风车起动特性研究

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1、第42卷第6期航空发动机Vol.42No.62016年12月AeroengineDec.2016微型涡轮喷气发动机风车起动特性研究万照云（中国航发控制系统研究所，江苏无锡214063）摘要：为研究微小型涡轮喷气发动机风车起动的特性，以某微型涡轮喷气发动机为原型，通过数值模拟和试验研究相结合的方法，研究了其风车起动过程的各种特性。通过试验研究了丙烷气点火时间和丙烷气压对微型涡喷发动机转速以及燃烧室温度的影响规律，以在最短时间内使得微型涡喷发动机转速和燃烧室温度满足可供油燃烧的条件，并确定所需要的丙烷气最小气量。结果表明：在本试

2、验条件下发动机从起动到慢车状态过程中，以先快后慢的供油规律起动加速时间最短约为82s；发动机从慢车到80%全转速状态过程中，实现相对最短加速时间的供油规律可分为2段，前段供油斜率较大为0.79，后段供油斜率较小为0.14。对其它结构形式和起动过程类似的微小型涡轮喷气发动机有一定借鉴作用。关键词：微型发动机；风车起动；低速特性；点火特性；航空发动机中图分类号：V235.11文献标识码：Adoi：10.13477/j.cnki.aeroengine.2016.06.005StudyonMicroTurboengineWindmi

3、llStartingCharacteristicsWANZhao-yun渊AECCAeroEngineControlSystemInstitute,WuxiJiangsu214063冤Abstract:Basedonamicroturbojetengineprototypeandbythemethodofnumericalsimulationandexperiment,thestartingcharacteristicsofmicroturbojetenginewindmillingwerestudiedinthispape

4、r.Basedonexperiment,theinfluencesofpropaneignitiontimeandpropanepressureuponenginerotationspeedandcombustionchambertemperaturewerestudiedtomeetthedemandofcombustionintheshortestpossibletime,aswellasconfirmedtheminimumrequiredpropane.Furtherexperimentsshowthatinthee

5、xperimentalconditionsoftheenginefromthestartstatetotheidlestate,theprocesstoslowdownaftertheoillawshorteststartaccelerationtimecanbeabout82s.Eightypercentoftheenginefromidletofullspeedduringthestatetoachievetheshortestrelativeaccelerationtimeforoillawcanbedividedin

6、totwosections,thefrontslopeofthelargeroilsupplyis0.79,whilethefinalpartslopeofthesmalleroilsupplyis0.14.ItcanbewellreferencedbyothermicroturbojetengineswhichhavesimilarstructureandstartingprocessKeywords:microengine;windmillstarting;lowspeedcharacteristic;ignitionc

7、haracteristic曰aeroengine微型涡轮发动机起动过程相对于大中型涡轮发0引言动机存在着明显不同，尤其是风车起动过程有较大差微型涡轮发动机（MicroTurbineEngine，MTE）具异。常规大中型涡轮发动机风车起动仅应用于空中熄有质量轻、功率大、能量密度高等优点，可作为微小型火后的再起动过程，而其正常起动过程采用起动机辅导弹、无人机、单兵飞行器等空中武器平台的推进动助起动方式；微型燃气涡轮发动机由于其所需起动功[1-5]力装置，国内外对MTE进行了广泛研究。针对该率较小，可采用风车起动方式进行正常起动。

8、国内外类飞行器通常采用空中投放或助推器发射的特点，[6-8]对于发动机风车起动过程有着广泛研究，研究方法MTE的起动过程通常采用空中起动方式，因此，研[9-13][14]主要分为特性计算和风洞试验。其中特性计算方究MTE的空中起动过程对于MTE的工程实用化有法多由于其计算精度有限、算法复杂