民用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法研究

王磊

【摘 要】本文介紹了典型民用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)原理，根據(jù)不同用氣系統(tǒng)的流量和壓力需求以及系統(tǒng)部件和管路特性參數(shù)，研究了發(fā)動(dòng)機(jī)引氣的引氣壓力參數(shù)匹配和引氣溫度參數(shù)匹配方法，得到了民用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程，為民用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了參考。

【關(guān)鍵詞】發(fā)動(dòng)機(jī)引氣；溫度調(diào)節(jié)；壓力調(diào)節(jié)；參數(shù)匹配

0 概述

發(fā)動(dòng)機(jī)引氣通常從發(fā)動(dòng)機(jī)的中壓級(jí)或高壓級(jí)壓縮機(jī)引氣，經(jīng)過引氣壓力和溫度調(diào)節(jié)后，通過高壓導(dǎo)管供給用氣系統(tǒng)，用氣系統(tǒng)一般考慮空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)翼防冰系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)、燃油箱惰化系統(tǒng)以及水箱增壓系統(tǒng)等[1]。

發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)一般由中壓?jiǎn)蜗蚧铋T、高壓活門、壓力調(diào)節(jié)關(guān)斷活門、風(fēng)扇空氣活門、引氣溫度傳感器、引氣壓力傳感器、預(yù)冷器和高壓導(dǎo)管及附件組成。典型發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)的組成原理圖如圖1所示。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)性能參數(shù)匹配方法

1.1 設(shè)計(jì)輸入

1.1.1 流量需求

流量需求應(yīng)考慮各用氣系統(tǒng)的需求以及管路的泄漏量，空調(diào)系統(tǒng)和機(jī)翼防冰系統(tǒng)一般為主要流量需求源，流量需求應(yīng)考慮以下內(nèi)容：

（1）空調(diào)系統(tǒng)：空調(diào)系統(tǒng)流量一般分為正常及失效工作狀態(tài)下的流量需求，流量的需求通常和高度有關(guān)；

（2）機(jī)翼防冰系統(tǒng)：機(jī)翼防冰流量需求通常和高度有關(guān)；

（3）燃油惰化及水箱增壓的流量需求較小，一般取最大流量作為輸入；

（4）泄漏量包括高壓導(dǎo)管及部件[2]，一般取總流量的3%。

1.1.2 壓力需求

壓力需求應(yīng)考慮各用氣系統(tǒng)的需求，包括空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)翼防冰系統(tǒng)、燃油惰化及水箱增壓系統(tǒng)，不同用氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)狀態(tài)點(diǎn)不同，因此氣源系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮用氣系統(tǒng)所有的設(shè)計(jì)狀態(tài)。

1.1.3 部件和導(dǎo)管特性

部件和導(dǎo)管的特性包括流阻及溫降，用于系統(tǒng)性能計(jì)算分析。圖2給出了典型氣源系統(tǒng)供氣原理圖。

1.2 引氣壓力參數(shù)匹配

為了使下游用氣系統(tǒng)滿足功能及性能要求，需將發(fā)動(dòng)機(jī)引氣調(diào)節(jié)至合適值。引氣壓力調(diào)節(jié)關(guān)斷功能由壓力調(diào)節(jié)關(guān)斷活門實(shí)現(xiàn)。

引氣壓力參數(shù)匹配主要是確定引氣壓力調(diào)節(jié)值，和下游用氣系統(tǒng)的引氣壓力需求匹配，如下：

（1）定義不同的供氣構(gòu)型，典型工況包括4種供氣構(gòu)型： 2側(cè)引氣供2個(gè)空調(diào)包、2側(cè)引氣供2個(gè)空調(diào)包和2側(cè)防冰、1側(cè)引氣供1個(gè)空調(diào)包和2側(cè)防冰、1側(cè)引氣供1個(gè)空調(diào)包；

（2）通過阻力特性公式計(jì)算出不同構(gòu)型下壓力調(diào)節(jié)關(guān)斷活門到各用氣系統(tǒng)接口處的壓降；

（3）根據(jù)各用氣系統(tǒng)的壓力需求及壓降參數(shù)，得出各種構(gòu)型下壓力需求值；

（4）定義引氣系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)值，為了降低引氣壓力調(diào)節(jié)值，減少發(fā)動(dòng)機(jī)油耗，可根據(jù)不同供氣構(gòu)型采用不同引氣調(diào)壓值，使引氣壓力調(diào)節(jié)值與下游用氣系統(tǒng)壓力需求匹配；

（5）由于發(fā)動(dòng)機(jī)在低功率狀態(tài)下引氣壓力可能低于引氣壓力調(diào)節(jié)值，導(dǎo)致壓力調(diào)節(jié)關(guān)斷活門全開，需要校核這種工況下，供氣壓力是否滿足下游系統(tǒng)需求；

（6）如引氣壓力不滿足用氣系統(tǒng)需求，可協(xié)調(diào)增加發(fā)動(dòng)機(jī)推力或降低用氣系統(tǒng)壓力需求的可能性，最終達(dá)到壓力匹配。

1.3 引氣溫度參數(shù)匹配

來自發(fā)動(dòng)機(jī)引氣的溫度通常較高，需要進(jìn)行調(diào)節(jié)來供給空調(diào)系統(tǒng)和防冰系統(tǒng)。系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)功能通過預(yù)冷器、風(fēng)扇空氣活門、引氣溫度傳感器及控制器來實(shí)現(xiàn)。

發(fā)動(dòng)機(jī)引氣溫度調(diào)節(jié)值應(yīng)根據(jù)下游用戶系統(tǒng)的需求或限制定義。考慮到引氣導(dǎo)管通常在可燃液體泄漏區(qū)域，引氣溫度不應(yīng)超過可燃液體的燃點(diǎn)，通常為232℃；通常由于空調(diào)包換熱器材料的耐溫特性[3]，通常為260℃。因此，典型的發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)參數(shù)如下：

（1）正常工作時(shí)，引氣溫度不超過232℃；

（2）失效模式下，引氣溫度不超過260℃。

引氣溫度匹配是指根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣參數(shù)、預(yù)冷器特性以及風(fēng)扇引氣通道阻力特性，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)引氣溫度調(diào)節(jié)的能力，可否滿足溫度調(diào)節(jié)值的要求。

典型民機(jī)預(yù)冷器及風(fēng)扇引氣通道部件包括風(fēng)扇空氣入口、風(fēng)扇空氣活門、預(yù)冷器冷邊封頭、預(yù)冷器及排氣格柵。

引氣溫度匹配的計(jì)算流程如下：

（1）定義計(jì)算輸入，發(fā)動(dòng)機(jī)引氣參數(shù)、風(fēng)扇引氣通道各部件特性、預(yù)冷器性能等；

（2）計(jì)算出預(yù)冷器換熱效率[4]，再依據(jù)預(yù)冷器換熱特性計(jì)算出風(fēng)扇引氣流量需求；

（3）依據(jù)風(fēng)扇引氣參數(shù)和風(fēng)扇空氣入口總壓恢復(fù)系數(shù)，計(jì)算風(fēng)扇空氣入口出口處的總壓P1；

（4）按照風(fēng)扇空氣活門全開的阻力特性，計(jì)算出風(fēng)扇空氣活門出口處的總壓P2；

（5）依次計(jì)算出預(yù)冷器冷邊封頭總壓P3、預(yù)冷器出口總壓P4及排氣格柵出口總壓P5，排氣背壓根據(jù)排氣口的壓力系數(shù)得出，一般取負(fù)壓區(qū)進(jìn)行排氣，以減小排氣阻力；

（6）排氣格柵出口總壓P5與大氣壓力P0進(jìn)行對(duì)比，如果P5大于或等于P0，則表明系統(tǒng)有能力把引氣溫度調(diào)節(jié)到目標(biāo)值；如果P5小于P0，則表明系統(tǒng)無法滿足調(diào)溫性能，需協(xié)調(diào)重新設(shè)計(jì)優(yōu)化引氣系統(tǒng)或?qū)Σ粷M足點(diǎn)進(jìn)行限制等。

2 結(jié)論

本文通過對(duì)民機(jī)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)的引氣壓力和引氣溫度性能計(jì)算方法的研究，得到了發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)參數(shù)匹配方法，可用于民用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Engine Bleed Air Systems for Aircraft[Z]. SAE ARP1796， 2007.

[2]High Temperature Pneumatic Duct Systems for Aircraft[Z]. SAE ARP699， 1997.

[3]嚴(yán)家騄，王永青.工程熱力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4]壽榮中，何慧姍.飛行器環(huán)境控制[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]

【摘 要】本文介紹了典型民用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)原理，根據(jù)不同用氣系統(tǒng)的流量和壓力需求以及系統(tǒng)部件和管路特性參數(shù)，研究了發(fā)動(dòng)機(jī)引氣的引氣壓力參數(shù)匹配和引氣溫度參數(shù)匹配方法，得到了民用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程，為民用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了參考。

【關(guān)鍵詞】發(fā)動(dòng)機(jī)引氣；溫度調(diào)節(jié)；壓力調(diào)節(jié)；參數(shù)匹配

0 概述

發(fā)動(dòng)機(jī)引氣通常從發(fā)動(dòng)機(jī)的中壓級(jí)或高壓級(jí)壓縮機(jī)引氣，經(jīng)過引氣壓力和溫度調(diào)節(jié)后，通過高壓導(dǎo)管供給用氣系統(tǒng)，用氣系統(tǒng)一般考慮空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)翼防冰系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)、燃油箱惰化系統(tǒng)以及水箱增壓系統(tǒng)等[1]。

發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)一般由中壓?jiǎn)蜗蚧铋T、高壓活門、壓力調(diào)節(jié)關(guān)斷活門、風(fēng)扇空氣活門、引氣溫度傳感器、引氣壓力傳感器、預(yù)冷器和高壓導(dǎo)管及附件組成。典型發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)的組成原理圖如圖1所示。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)性能參數(shù)匹配方法

1.1 設(shè)計(jì)輸入

1.1.1 流量需求

流量需求應(yīng)考慮各用氣系統(tǒng)的需求以及管路的泄漏量，空調(diào)系統(tǒng)和機(jī)翼防冰系統(tǒng)一般為主要流量需求源，流量需求應(yīng)考慮以下內(nèi)容：

（1）空調(diào)系統(tǒng)：空調(diào)系統(tǒng)流量一般分為正常及失效工作狀態(tài)下的流量需求，流量的需求通常和高度有關(guān)；

（2）機(jī)翼防冰系統(tǒng)：機(jī)翼防冰流量需求通常和高度有關(guān)；

（3）燃油惰化及水箱增壓的流量需求較小，一般取最大流量作為輸入；

（4）泄漏量包括高壓導(dǎo)管及部件[2]，一般取總流量的3%。

1.1.2 壓力需求

壓力需求應(yīng)考慮各用氣系統(tǒng)的需求，包括空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)翼防冰系統(tǒng)、燃油惰化及水箱增壓系統(tǒng)，不同用氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)狀態(tài)點(diǎn)不同，因此氣源系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮用氣系統(tǒng)所有的設(shè)計(jì)狀態(tài)。

1.1.3 部件和導(dǎo)管特性

部件和導(dǎo)管的特性包括流阻及溫降，用于系統(tǒng)性能計(jì)算分析。圖2給出了典型氣源系統(tǒng)供氣原理圖。

1.2 引氣壓力參數(shù)匹配

為了使下游用氣系統(tǒng)滿足功能及性能要求，需將發(fā)動(dòng)機(jī)引氣調(diào)節(jié)至合適值。引氣壓力調(diào)節(jié)關(guān)斷功能由壓力調(diào)節(jié)關(guān)斷活門實(shí)現(xiàn)。

引氣壓力參數(shù)匹配主要是確定引氣壓力調(diào)節(jié)值，和下游用氣系統(tǒng)的引氣壓力需求匹配，如下：

（1）定義不同的供氣構(gòu)型，典型工況包括4種供氣構(gòu)型： 2側(cè)引氣供2個(gè)空調(diào)包、2側(cè)引氣供2個(gè)空調(diào)包和2側(cè)防冰、1側(cè)引氣供1個(gè)空調(diào)包和2側(cè)防冰、1側(cè)引氣供1個(gè)空調(diào)包；

（2）通過阻力特性公式計(jì)算出不同構(gòu)型下壓力調(diào)節(jié)關(guān)斷活門到各用氣系統(tǒng)接口處的壓降；

（3）根據(jù)各用氣系統(tǒng)的壓力需求及壓降參數(shù)，得出各種構(gòu)型下壓力需求值；

（4）定義引氣系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)值，為了降低引氣壓力調(diào)節(jié)值，減少發(fā)動(dòng)機(jī)油耗，可根據(jù)不同供氣構(gòu)型采用不同引氣調(diào)壓值，使引氣壓力調(diào)節(jié)值與下游用氣系統(tǒng)壓力需求匹配；

（5）由于發(fā)動(dòng)機(jī)在低功率狀態(tài)下引氣壓力可能低于引氣壓力調(diào)節(jié)值，導(dǎo)致壓力調(diào)節(jié)關(guān)斷活門全開，需要校核這種工況下，供氣壓力是否滿足下游系統(tǒng)需求；

（6）如引氣壓力不滿足用氣系統(tǒng)需求，可協(xié)調(diào)增加發(fā)動(dòng)機(jī)推力或降低用氣系統(tǒng)壓力需求的可能性，最終達(dá)到壓力匹配。

1.3 引氣溫度參數(shù)匹配

來自發(fā)動(dòng)機(jī)引氣的溫度通常較高，需要進(jìn)行調(diào)節(jié)來供給空調(diào)系統(tǒng)和防冰系統(tǒng)。系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)功能通過預(yù)冷器、風(fēng)扇空氣活門、引氣溫度傳感器及控制器來實(shí)現(xiàn)。

發(fā)動(dòng)機(jī)引氣溫度調(diào)節(jié)值應(yīng)根據(jù)下游用戶系統(tǒng)的需求或限制定義?？紤]到引氣導(dǎo)管通常在可燃液體泄漏區(qū)域，引氣溫度不應(yīng)超過可燃液體的燃點(diǎn)，通常為232℃；通常由于空調(diào)包換熱器材料的耐溫特性[3]，通常為260℃。因此，典型的發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)參數(shù)如下：

（1）正常工作時(shí)，引氣溫度不超過232℃；

（2）失效模式下，引氣溫度不超過260℃。

引氣溫度匹配是指根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣參數(shù)、預(yù)冷器特性以及風(fēng)扇引氣通道阻力特性，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)引氣溫度調(diào)節(jié)的能力，可否滿足溫度調(diào)節(jié)值的要求。

典型民機(jī)預(yù)冷器及風(fēng)扇引氣通道部件包括風(fēng)扇空氣入口、風(fēng)扇空氣活門、預(yù)冷器冷邊封頭、預(yù)冷器及排氣格柵。

引氣溫度匹配的計(jì)算流程如下：

（1）定義計(jì)算輸入，發(fā)動(dòng)機(jī)引氣參數(shù)、風(fēng)扇引氣通道各部件特性、預(yù)冷器性能等；

（2）計(jì)算出預(yù)冷器換熱效率[4]，再依據(jù)預(yù)冷器換熱特性計(jì)算出風(fēng)扇引氣流量需求；

（3）依據(jù)風(fēng)扇引氣參數(shù)和風(fēng)扇空氣入口總壓恢復(fù)系數(shù)，計(jì)算風(fēng)扇空氣入口出口處的總壓P1；

（4）按照風(fēng)扇空氣活門全開的阻力特性，計(jì)算出風(fēng)扇空氣活門出口處的總壓P2；

（5）依次計(jì)算出預(yù)冷器冷邊封頭總壓P3、預(yù)冷器出口總壓P4及排氣格柵出口總壓P5，排氣背壓根據(jù)排氣口的壓力系數(shù)得出，一般取負(fù)壓區(qū)進(jìn)行排氣，以減小排氣阻力；

（6）排氣格柵出口總壓P5與大氣壓力P0進(jìn)行對(duì)比，如果P5大于或等于P0，則表明系統(tǒng)有能力把引氣溫度調(diào)節(jié)到目標(biāo)值；如果P5小于P0，則表明系統(tǒng)無法滿足調(diào)溫性能，需協(xié)調(diào)重新設(shè)計(jì)優(yōu)化引氣系統(tǒng)或?qū)Σ粷M足點(diǎn)進(jìn)行限制等。

2 結(jié)論

本文通過對(duì)民機(jī)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)的引氣壓力和引氣溫度性能計(jì)算方法的研究，得到了發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)參數(shù)匹配方法，可用于民用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Engine Bleed Air Systems for Aircraft[Z]. SAE ARP1796， 2007.

[2]High Temperature Pneumatic Duct Systems for Aircraft[Z]. SAE ARP699， 1997.

[3]嚴(yán)家騄，王永青.工程熱力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4]壽榮中，何慧姍.飛行器環(huán)境控制[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]

【摘 要】本文介紹了典型民用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)原理，根據(jù)不同用氣系統(tǒng)的流量和壓力需求以及系統(tǒng)部件和管路特性參數(shù)，研究了發(fā)動(dòng)機(jī)引氣的引氣壓力參數(shù)匹配和引氣溫度參數(shù)匹配方法，得到了民用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程，為民用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了參考。

【關(guān)鍵詞】發(fā)動(dòng)機(jī)引氣；溫度調(diào)節(jié)；壓力調(diào)節(jié)；參數(shù)匹配

0 概述

發(fā)動(dòng)機(jī)引氣通常從發(fā)動(dòng)機(jī)的中壓級(jí)或高壓級(jí)壓縮機(jī)引氣，經(jīng)過引氣壓力和溫度調(diào)節(jié)后，通過高壓導(dǎo)管供給用氣系統(tǒng)，用氣系統(tǒng)一般考慮空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)翼防冰系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)系統(tǒng)、燃油箱惰化系統(tǒng)以及水箱增壓系統(tǒng)等[1]。

發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)一般由中壓?jiǎn)蜗蚧铋T、高壓活門、壓力調(diào)節(jié)關(guān)斷活門、風(fēng)扇空氣活門、引氣溫度傳感器、引氣壓力傳感器、預(yù)冷器和高壓導(dǎo)管及附件組成。典型發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)的組成原理圖如圖1所示。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)性能參數(shù)匹配方法

1.1 設(shè)計(jì)輸入

1.1.1 流量需求

流量需求應(yīng)考慮各用氣系統(tǒng)的需求以及管路的泄漏量，空調(diào)系統(tǒng)和機(jī)翼防冰系統(tǒng)一般為主要流量需求源，流量需求應(yīng)考慮以下內(nèi)容：

（1）空調(diào)系統(tǒng)：空調(diào)系統(tǒng)流量一般分為正常及失效工作狀態(tài)下的流量需求，流量的需求通常和高度有關(guān)；

（2）機(jī)翼防冰系統(tǒng)：機(jī)翼防冰流量需求通常和高度有關(guān)；

（3）燃油惰化及水箱增壓的流量需求較小，一般取最大流量作為輸入；

（4）泄漏量包括高壓導(dǎo)管及部件[2]，一般取總流量的3%。

1.1.2 壓力需求

壓力需求應(yīng)考慮各用氣系統(tǒng)的需求，包括空調(diào)系統(tǒng)、機(jī)翼防冰系統(tǒng)、燃油惰化及水箱增壓系統(tǒng)，不同用氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)狀態(tài)點(diǎn)不同，因此氣源系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮用氣系統(tǒng)所有的設(shè)計(jì)狀態(tài)。

1.1.3 部件和導(dǎo)管特性

部件和導(dǎo)管的特性包括流阻及溫降，用于系統(tǒng)性能計(jì)算分析。圖2給出了典型氣源系統(tǒng)供氣原理圖。

1.2 引氣壓力參數(shù)匹配

為了使下游用氣系統(tǒng)滿足功能及性能要求，需將發(fā)動(dòng)機(jī)引氣調(diào)節(jié)至合適值。引氣壓力調(diào)節(jié)關(guān)斷功能由壓力調(diào)節(jié)關(guān)斷活門實(shí)現(xiàn)。

引氣壓力參數(shù)匹配主要是確定引氣壓力調(diào)節(jié)值，和下游用氣系統(tǒng)的引氣壓力需求匹配，如下：

（1）定義不同的供氣構(gòu)型，典型工況包括4種供氣構(gòu)型： 2側(cè)引氣供2個(gè)空調(diào)包、2側(cè)引氣供2個(gè)空調(diào)包和2側(cè)防冰、1側(cè)引氣供1個(gè)空調(diào)包和2側(cè)防冰、1側(cè)引氣供1個(gè)空調(diào)包；

（2）通過阻力特性公式計(jì)算出不同構(gòu)型下壓力調(diào)節(jié)關(guān)斷活門到各用氣系統(tǒng)接口處的壓降；

（3）根據(jù)各用氣系統(tǒng)的壓力需求及壓降參數(shù)，得出各種構(gòu)型下壓力需求值；

（4）定義引氣系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)值，為了降低引氣壓力調(diào)節(jié)值，減少發(fā)動(dòng)機(jī)油耗，可根據(jù)不同供氣構(gòu)型采用不同引氣調(diào)壓值，使引氣壓力調(diào)節(jié)值與下游用氣系統(tǒng)壓力需求匹配；

（5）由于發(fā)動(dòng)機(jī)在低功率狀態(tài)下引氣壓力可能低于引氣壓力調(diào)節(jié)值，導(dǎo)致壓力調(diào)節(jié)關(guān)斷活門全開，需要校核這種工況下，供氣壓力是否滿足下游系統(tǒng)需求；

（6）如引氣壓力不滿足用氣系統(tǒng)需求，可協(xié)調(diào)增加發(fā)動(dòng)機(jī)推力或降低用氣系統(tǒng)壓力需求的可能性，最終達(dá)到壓力匹配。

1.3 引氣溫度參數(shù)匹配

來自發(fā)動(dòng)機(jī)引氣的溫度通常較高，需要進(jìn)行調(diào)節(jié)來供給空調(diào)系統(tǒng)和防冰系統(tǒng)。系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)功能通過預(yù)冷器、風(fēng)扇空氣活門、引氣溫度傳感器及控制器來實(shí)現(xiàn)。

發(fā)動(dòng)機(jī)引氣溫度調(diào)節(jié)值應(yīng)根據(jù)下游用戶系統(tǒng)的需求或限制定義?？紤]到引氣導(dǎo)管通常在可燃液體泄漏區(qū)域，引氣溫度不應(yīng)超過可燃液體的燃點(diǎn)，通常為232℃；通常由于空調(diào)包換熱器材料的耐溫特性[3]，通常為260℃。因此，典型的發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)參數(shù)如下：

（1）正常工作時(shí)，引氣溫度不超過232℃；

（2）失效模式下，引氣溫度不超過260℃。

引氣溫度匹配是指根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣參數(shù)、預(yù)冷器特性以及風(fēng)扇引氣通道阻力特性，計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)引氣溫度調(diào)節(jié)的能力，可否滿足溫度調(diào)節(jié)值的要求。

典型民機(jī)預(yù)冷器及風(fēng)扇引氣通道部件包括風(fēng)扇空氣入口、風(fēng)扇空氣活門、預(yù)冷器冷邊封頭、預(yù)冷器及排氣格柵。

引氣溫度匹配的計(jì)算流程如下：

（1）定義計(jì)算輸入，發(fā)動(dòng)機(jī)引氣參數(shù)、風(fēng)扇引氣通道各部件特性、預(yù)冷器性能等；

（2）計(jì)算出預(yù)冷器換熱效率[4]，再依據(jù)預(yù)冷器換熱特性計(jì)算出風(fēng)扇引氣流量需求；

（3）依據(jù)風(fēng)扇引氣參數(shù)和風(fēng)扇空氣入口總壓恢復(fù)系數(shù)，計(jì)算風(fēng)扇空氣入口出口處的總壓P1；

（4）按照風(fēng)扇空氣活門全開的阻力特性，計(jì)算出風(fēng)扇空氣活門出口處的總壓P2；

（5）依次計(jì)算出預(yù)冷器冷邊封頭總壓P3、預(yù)冷器出口總壓P4及排氣格柵出口總壓P5，排氣背壓根據(jù)排氣口的壓力系數(shù)得出，一般取負(fù)壓區(qū)進(jìn)行排氣，以減小排氣阻力；

（6）排氣格柵出口總壓P5與大氣壓力P0進(jìn)行對(duì)比，如果P5大于或等于P0，則表明系統(tǒng)有能力把引氣溫度調(diào)節(jié)到目標(biāo)值；如果P5小于P0，則表明系統(tǒng)無法滿足調(diào)溫性能，需協(xié)調(diào)重新設(shè)計(jì)優(yōu)化引氣系統(tǒng)或?qū)Σ粷M足點(diǎn)進(jìn)行限制等。

2 結(jié)論

本文通過對(duì)民機(jī)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)的引氣壓力和引氣溫度性能計(jì)算方法的研究，得到了發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)參數(shù)匹配方法，可用于民用飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)引氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

【參考文獻(xiàn)】

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[4]壽榮中，何慧姍.飛行器環(huán)境控制[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]