航空發(fā)動機配裝飛機技術(shù)協(xié)調(diào)程序與原則

鄭喬山

摘 要：航空發(fā)動機是為航空器提供飛行所需動力的發(fā)動機?？梢援a(chǎn)生拉力或推力，使飛機前進，還可以為飛機上的用電設(shè)備提供電力，同時為空調(diào)設(shè)備等用氣設(shè)備提供氣源。因此航空發(fā)動機的性能和飛機的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性，直接關(guān)系著飛機飛行的安全性和戰(zhàn)術(shù)性能，是飛機與發(fā)動機技術(shù)協(xié)調(diào)的技術(shù)依據(jù)和指導(dǎo)原則。

關(guān)鍵詞：性能協(xié)調(diào)；結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)；監(jiān)控系統(tǒng)

引言

作為飛機的動力裝置，航空發(fā)動機是極其重要的，并且作為飛機的一部分，航空發(fā)動機是一個非常復(fù)雜的獨立系統(tǒng)，發(fā)動機和飛機的性能協(xié)調(diào)性、結(jié)構(gòu)相容性、功能匹配性直接關(guān)系到飛機的戰(zhàn)術(shù)性能和飛行安全，是飛機與發(fā)動機技術(shù)協(xié)調(diào)的技術(shù)依據(jù)和指導(dǎo)原則。

1 發(fā)動機配裝軍用飛機的性能協(xié)調(diào)

1.1 發(fā)動機配裝飛機的性能協(xié)調(diào)

發(fā)動機配裝飛機的性能協(xié)調(diào)，是指根據(jù)發(fā)動機的尺寸和重量，結(jié)合飛行曲線的情況進行協(xié)調(diào)的，為完成飛機飛行任務(wù)的要求，必須全面計算飛機性能以滿足飛機的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能要求。其中，在不同高度和馬赫數(shù)的情況下，發(fā)動機的狀態(tài)不同，不同狀態(tài)下的凈推力和耗油量也不同，所以計算的高度和馬赫數(shù)的范圍通常由飛機的飛行包線來確定。而發(fā)動機研制單位工作主要是向飛機研制單位提供發(fā)動機的高度速度特性和巡航特性，發(fā)動機流量特性、排氣參數(shù)等重要參數(shù)和信息，從而研制出性能更好的發(fā)動機，從而研制出更好的飛機。

1.2 發(fā)動機配裝飛機完成性能協(xié)調(diào)

是指為滿足飛機的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求和性能指標，通過發(fā)動機研制部門對發(fā)動機的熱力循環(huán)參數(shù)、部件特性、發(fā)動機調(diào)節(jié)規(guī)律的研究，結(jié)合飛機研制部門對飛機極曲線的研究，兩者進行不斷的修改和調(diào)整，達到最佳狀態(tài)，最終完成發(fā)動機配裝飛機的性能協(xié)調(diào)。

1.3 進氣道/發(fā)動機性能匹配

飛機動力系統(tǒng)是由進氣道與發(fā)動機組成形成的，所以發(fā)動機配裝飛機的性能協(xié)調(diào)的最重要內(nèi)容中也包括進氣道與發(fā)動機的匹配協(xié)調(diào)，其中包括流量匹配和流場相容。為保證不發(fā)生進氣道堵塞或溢流，超音速進氣道應(yīng)盡可能的提供發(fā)動機各狀態(tài)下所需求的最大和最小空氣流量，那么在發(fā)動機完成高度速度特性計算后，就應(yīng)給出發(fā)動機流量特性，從而進行飛機進氣道與發(fā)動機的流量匹配協(xié)調(diào)。因為氣流具有不穩(wěn)定性，而飛機飛行又受氣流的影響，所以要求飛行員要在不同的氣流中采用不同的操縱技術(shù)，使得飛機安全飛行，這就要求飛行員進行任何允許的操縱時，發(fā)動機均能在要求的狀態(tài)下穩(wěn)定運行，這就要求在任何狀態(tài)下都要保持發(fā)動機壓氣機有足夠的喘振裕度，以避免發(fā)動機喘振。從而使得飛機進氣道出口流場畸變度與發(fā)動機的抗畸變能力應(yīng)相容。

2 發(fā)動機配裝飛機的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)

發(fā)動機配裝飛機的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)包括樣機與飛機的安裝協(xié)調(diào)，發(fā)動機在飛機上的安裝匹配性協(xié)調(diào)，機艙溫度協(xié)調(diào)，飛機附件傳動協(xié)調(diào)，安裝節(jié)協(xié)調(diào)，發(fā)動機振動測量協(xié)調(diào)，引氣系統(tǒng)協(xié)調(diào)，操縱系統(tǒng)協(xié)調(diào)，發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)協(xié)調(diào)，發(fā)動機各系統(tǒng)接口以及檢查測量項目和各接頭位置及尺寸協(xié)調(diào)等。其中比較主要的有發(fā)動機幾何特性協(xié)調(diào)，飛機進氣道與發(fā)動機的安裝協(xié)調(diào)，機艙溫度，飛機附件傳動協(xié)調(diào)，發(fā)動機振動測量協(xié)調(diào)，以及引氣系統(tǒng)協(xié)調(diào)。

2.1 發(fā)動機幾何特性協(xié)調(diào)

發(fā)動機的尺寸是非常重要的，裝入飛機的發(fā)動機要能夠帶動飛機的啟動，并且其尺寸要能順利安裝到飛機發(fā)動機艙內(nèi)，而且發(fā)動機和發(fā)動機艙之間要有一定的間隙，方便裝卸更換。為了使發(fā)動機能夠順利裝進飛機發(fā)動機艙，應(yīng)協(xié)調(diào)發(fā)動機各截面的最大外廓尺寸并標示在協(xié)調(diào)圖上，可以根據(jù)發(fā)動機各截面最大外廓尺寸控制圖制造發(fā)動機外廓尺寸檢驗樣板，利用模型檢驗，確保發(fā)動機的外形尺寸合試。

2.2 飛機進氣道與發(fā)動機的安裝協(xié)調(diào)

發(fā)動機具有與飛機進氣道連接的安裝邊，計算尺寸時要把安裝邊計算在內(nèi)，保證空氣從飛機進氣道到發(fā)動機平滑過渡發(fā)動機和飛機進氣道的安裝邊，并規(guī)定出容限、偏斜量、熱膨脹量以及盡量減小空間，防止誤差，同時，發(fā)動機進口與進氣道連接的界面尺寸也應(yīng)標示在協(xié)調(diào)圖上，防止計算遺漏失誤。

2.3 機艙溫度

發(fā)動機艙的管路、導(dǎo)線、附件、設(shè)備在飛機飛行中運轉(zhuǎn)工作，會使其運轉(zhuǎn)升溫，在溫度超過一定界限時，就會影響它們使用的安全性，這時就要使這些管路、導(dǎo)線、附件、設(shè)備充分冷卻，保證其使用的安全性。為了使發(fā)動機及其附件在任何工作狀態(tài)下都不會超過規(guī)定的溫度極限，這就需要發(fā)動機研制單位和飛機研制單位共同協(xié)調(diào)工作進行發(fā)動機與飛機的熱相容性協(xié)調(diào)，保證發(fā)動機的穩(wěn)定性與安全性。

2.4 飛機附件傳動協(xié)調(diào)

飛機附件傳動的主要傳動形式有兩種：合并式傳動和分離式傳動。其中合并式傳動需要協(xié)調(diào)考慮的有考慮飛機傳動附件在附件機匣上的安裝位置，充分考慮飛機附件與飛機連接的方便，從而合理利用空間和附件機匣傳動功率，使其分配具有科學(xué)性。考慮飛機傳動附件的功率，如果飛機傳動附件的功率過高，會使得零件損壞的幾率增大，如果飛機傳動附件的功率過低，又不能使飛機靈活運轉(zhuǎn)，所以要選擇合適的飛機傳動附件功率?？紤]飛機傳動附件的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向，飛機傳動附件的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向影響著飛機發(fā)動機運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)向，所以要充分考慮飛機傳動附件的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向?？紤]飛機傳動附件的質(zhì)量、質(zhì)心和外形尺寸，飛機傳動附件的質(zhì)量、質(zhì)心和外形尺寸影響著飛機發(fā)動機的質(zhì)量、質(zhì)心和尺寸，如果其存在問題，就會影響發(fā)動機的正常運轉(zhuǎn)，進一步影響飛機的安全行駛。要考慮安裝座的結(jié)構(gòu)形式和尺寸，飛機發(fā)動機的發(fā)動機具有與飛機進氣道連接的安裝邊，這時就要考慮安裝座的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。并且要把功率分出軸需要傳遞的總功率、尺寸、安裝座與飛機附件機匣的連接等在協(xié)調(diào)圖上標注出來，并進行模型檢測，防止出現(xiàn)誤差。而分離式傳動應(yīng)協(xié)調(diào)，應(yīng)充分考慮飛機附件機匣與發(fā)動機的連接方式，防止出現(xiàn)誤差，并且充分考慮機匣以及飛機傳動附件所占的空間位置、外廓尺寸等。若飛機附件機匣裝在飛機上，應(yīng)協(xié)調(diào)該機匣傳動軸輸入端和發(fā)動機附件機匣傳動軸輸出端名義值的不同軸度，確保其符合規(guī)格。

2.5 發(fā)動機振動測量協(xié)調(diào)

為了保證飛機的安全行駛，應(yīng)在壓氣機機匣、渦輪機匣和附件機匣的適當(dāng)位置上應(yīng)裝有支架或安裝座，使得其在三個互相垂直的平面上測量振動。并且應(yīng)把振動傳感器的安裝點在協(xié)調(diào)圖上示出，防止其在設(shè)計和尺寸上存在問題。發(fā)動機研制單位應(yīng)給出振動傳感器的輸出特性，給出壓氣機機匣、渦輪機匣、附件機匣的振動限制數(shù)據(jù)，從而達到發(fā)動機振動測量協(xié)調(diào)。

2.6 引氣系統(tǒng)協(xié)調(diào)

飛機座艙的引氣增壓、雷達設(shè)備艙通風(fēng)、油箱增壓、防冰和襟翼吹風(fēng)等都需從發(fā)動機引氣，在各種狀態(tài)下總的引氣量是多少，從各個部位引氣量是多少，都對發(fā)動機的使用功率有影響，并且引氣中有害氣體、刺激性、毒性和固體顆粒等物質(zhì)含量也不可以超過安全標準，防止發(fā)生危險，因此要協(xié)調(diào)引氣系統(tǒng)。

3 發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)

發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控是發(fā)動機組成中極其重要的一部分，發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的作用就是監(jiān)控發(fā)動機的運轉(zhuǎn)情況，及時發(fā)現(xiàn)問題，避免事故的產(chǎn)生。發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可以監(jiān)控發(fā)動機的狀態(tài)、性能、振動、滑油、壽命以及結(jié)構(gòu)的損壞程度，總得來說，可監(jiān)控的性能越多，發(fā)動機的安全性能越好。

4 結(jié)束語

文章通過簡要的對發(fā)動機配裝軍用飛機的性能協(xié)調(diào)，發(fā)動機配裝飛機的結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)和發(fā)動機狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的介紹，對航空發(fā)動機配裝飛機技術(shù)協(xié)調(diào)程序與原則進行了簡單介紹。

參考文獻

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