航空发动机寿命延长控制综述

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1、第39卷第l期2013年2月航空发动机Aemen西neV01．39No．1Feb．2013航空发动机寿命延长控制综述陈小磊，郭迎清，张书刚(西北工业大学动力与能源学院，西安710072)摘要：传统航空发动机控制系统设计，只关注发动机性能，而寿命延长控制(L1feExtendlngContro]，LEC)将发动机寿命纳入到发动机控制系统设计要求中，以期在控制系统中解决寿命问题。在总结国外相关文献的基础上，简要回顾了航空发动机寿命延长控制的研究背景和价值；详细阐述了发动机寿命延长控制实现策略及其关键技术；

2、并对航空发动机寿命延长控制结构进行介绍，提出多级延寿控制系统结构以解决控制器冲突问题；结合国内状况，针对发动机寿命延长控制技术给出一些建议。关键词：航空发动机；寿命延长控制；间隙控制；减损控制；多级控制系统陈小磊(1986)，男，在读博士研究生，Summary0fL_feE)(tendingControIf0。anAeroengine研究方向为航空发动机寿命延长控制和应cHEN)(i30—l。i，GuoYillg—qing，zHANGshu—gang急控制等。(schoolofPowerandEner

3、阱Northwestempob恍chIlicaluniverSity，xi’an710072，cllina)基金项目：航空科学基金(20llzB53)Abstract：rI’Ileenginepe而丌rIanc88were。nly。。n。emed。n‘raditi。nala。m8n百n8嵛EHTcontmlsystem．ButtheenginelifeinLECw鹊adoptedinthedesigTIr}equirementsofthe收稿日期：2012—02—20en百necontmlsystem

4、tosolVel如pmblems·Ontheb硒isofsummingupthereleVantforeiglllitemture，theresearchbackgmundandvalueofaeroengineLECwerereviewedbrieny．7rhecontmlstmtegyandkeytechnolo舀esofLECwer；eexpounded．LECcontmlsystemstructurewereintmducedandthemulti—stagelifbextensioncont

5、mlsystemstmcturewe陀pmposedto∞lvetllecontmUerconnict．Combineddomesticstatus，somesuggestionsaboutengineLECaregiven．K，eywords：aemengine；“feExtendingContml；cIeamncecontml；damagemitigatingcontml；multi—levelcontmlsystem0引言为了满足飞机高性能的需求，发动机控制已由简单的控制燃油流量的机械控制器，发

6、展到采用先进控制理论的全权限数字电子控制器。然而无论采用何种控制系统，首先考虑如何更好地发挥发动机的性能，比如：更快的加速性能、更高的稳定性，却很少将发动机的寿命纳入发动机控制系统的设计要求中【闷。军用航空发动机，由于飞机作战机动性能的需要，应该优先考虑对发动机性能的挖掘，但如果能在保持性能基本不变的同时，延长发动机的寿命，就可以保证发动机更长的在役时间，增加飞机的作战效能，降低维修次数。而民用航空发动机，当然不能忽视其性能，但相比较而言，并不要求民用飞机有非常高的机动性能，而要考虑如何降低其使用费用

7、，减少维修次数等。目前发动机及其关键件的寿命问题，一直是在发动机状态监控与故障诊断领域中进行，如现在采用的寿命监控仪等；发动机控制领域，只是调节控制发动机本身的工作。而寿命延长控制期望在控制系统中解决寿命问题。寿命延长控制(叫bEXtendingcontId，LEC)，从广义上来讲，就是通过修改复杂系统(比如航空发动机、火箭发动机等)控制逻辑或控制硬件，来影响1个或多个寿命因素，从而使得系统的服役寿命得以延长。1991年krenzo与MeⅡiu首次在可重复利用液体火箭发动机控制中提出寿命延长控制LEc

8、的概念，即在保证火箭发动机性能不变或有很小损失的前提下，通过改善控制策略，使得发动机的可重复利用时间得以延长同。之后，美国NASA的各个实验中心均开展了与寿命延长控制相关的研究，从2004年以来，在18航空发动机第39卷NAsA的多份报告中提及航空发动机的寿命控制，着重分析了发动机寿命缩短的原因，并提出了相应的解决方法纠”。国内由于在发动机模型、部件寿命模型以及控制器方面的缺陷，LEC研究起步较晚，2008年，郭迎清教授首次对基于修改加减速控制策略的寿命