高温燃油对航空发动机控制系统的影响分析.pdf

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1、第39卷第1期2013年2月航空发动机Aeroen西neV01．39No．1Feb．2013高温燃油对航空发动机控制系统的影响分析张东辉(中航工业动力控制系统研究所，江苏无锡214063)张东辉(1973)，男，硕士，高级工程师，从事航空发动机数控系统和燃油系统的设计工作。收稿日期：2012—06—26摘要：随着新一代飞机性能的提高，燃油成为飞机的主要热沉，承担巨大的散热压力，导致发动机进口燃油温度大幅提高。为了保证发动机控制系统在高温燃油环境下的控制品质和工作可靠性，针对高温燃油的特性变化对发动机控制性能的影响进行了分析，同时分析了高温燃油对液压机械装

2、置、电气元件和发动机滑油系统的影响，给出了燃油温度限制的参考值。研究结果表明，必须对燃油温度进行限制才能保证发动机控制系统在高温燃油环境下正常工作。关键词：燃油特性；高温；控制品质；散热能力；控制系统；航空发动机InfIuenceofHighFuelTemperature0nAeroengineControISyStemZHANGD0ng-hui(AVICAviadonMotorControlsystemInstitllte，Wu)ciJian铲u214063，cIlim)Abst隐ct：Widltheperfo肿anceenhancing“newgen

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5、itedtoensurethecontmlsystemofen西neopemtingpmpedy．KeywDrds：fuelcharacte璐；hightemperature；contmlquality；heatexchangec印acit)r；contmIsystem；aemengineO引言随着现代军事技术的飞速发展，机载电子设备不断增多，发热量不断增大，如在第3代战斗机中，su一27和F一18战斗机的电子舱热载荷分别为18、19kw，而作为第4代战斗机代表的F一22有2个电子舱，总设计热载荷达到55kw。随着热载荷的增大，传统的空气循环制冷系统AC

6、S(AirCyclesystem)很难冷却这些电子设备。另外，随着飞机战斗性能的提高，飞机的载油量也大大增加。某型飞机1次载油量可达数吨，利用燃油作为冷源的优点(如燃油在所有飞行状态下温度较稳定、不影响飞机的隐身性能、代偿损失小等)日益引起重视。特别是当飞机在大马赫数下飞行时，以燃油作为冷源将会大大减小对飞机气动外形的影响，提高飞机的隐身性能。因此，在高性能战斗机中，燃油凭借其在飞行初始阶段高储存量及其高比热的优点，被用作主要的储能和热沉媒质。然而，在吸收飞机各系统热量后，随着燃油温度的升高，发动机控制系统的功能和性能必将受到较大影响。本文从几方面分析高

7、温燃油对发动机控制系统的影响，以初步确定发动机控制系统对燃油温度的限制值。1温度升高对燃油特性的影响分析随着温度的升高，燃油本身的特性发生改变，与发动机控制系统相关的变化参数有密度、运动黏度、饱和蒸汽压、橡胶相容性和热安定性。1．1密度燃油密度随温度的变化情况见表l。分析表l中数据可知，随着燃油温度的升高，燃油的密度减小，供给发动机的质量流量发生变化，发第1期张东辉：高温燃油对航空发动机控制系统的影响分析13动机控制系统只能通过温度补偿的方式对燃油流量进行修正，当燃油温度变化范围较大时，会给发动机控制系统的温度补偿带来较大困难，如果补偿不充分会造成在发动

8、机开环控制阶段(如在起动和加减速过程)易出现贫油和富油的情况。在某型发动机使用过