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中国航空发动机控制发展现状


中国航空发动机控制发展现状 20 世纪 70 年代初,英国开始研制数字式电子控制器(FADEC)系统。继而,美国等国家 也纷纷进入,美国后来居上,一直处于比较领先的地位。 图 1 航空发动机控制装置的发展趋势

20 世纪 80 年代初,中国才真正展开高性能推进系统数字控制的研究,现在已初步掌握了 各项关键技术,但总体来说,尚处于技术突破阶段。 我国在七五期间研制了 FADEC,1992 上半年成功的在 wp13A 一型发动机上进行了台架 试车。在现役作战飞机用的 F 100, F 110, F404,M 88, EJ 200, RB 199,Р Д 33、А Л 31Ф 等发 动机中,都装备了先进的第三代 FADEC 控制系统,相对国外来说,我国的航空发动机的 FADEC 控制技术仅仅是起步阶段,现役的发动机还有机械液压式控制器。 FADEC 提供的性能效益 1)依靠数字式计算机运算精度高和能力强,调高了控制系统的调节精度,从而改善了发动 机的性能,提高了飞机的性能。 2)由于采用了余度控制、发动机状态监视和故障诊断技术,大大地提高了系统的可靠性和 可维护性。 3)可变更性好,通过简单的对计算机重新编程或采用较高的合影能力的控制回路可方便的 改变控制模态或在使用中修改现有的控制模态 4)可实现飞行/推进/火控一体化综合控制,对提高飞机的机动性和敏捷性是十分有利的。 同时还可减轻驾驶员的操纵负荷,放款了油门杆的限制。 5)降低成本、减轻重量和节省维修费。 基于以上的有点, 未来发动机控制装置肯定会是电子式控制器的天下, 所以我国完全有必 要全力发展 FADEC 技术。 现阶段我国的航空发动机相对外国还是有着很大的差距的,2011 年 4 月的一次谈话中, 中国航空工业公司(简称中航工业)总经理林左鸣曾表示,尽管中国航空工业取得了快速发 展,但在先进喷气发动机制造领域仍然存在较大差距。为了缩短差距,中航工业将把航空发 动机研发放在优先地位,未来五年内将投资 100 亿人民币(15.3 亿美元)用于先进航空发动 机研发。 中国涡扇-10“太行”涡扇发动机及其改进型的性能指标与美国普惠 F100 和通用电气 F110 相当,这两款发动机是目前美军 F-15 和 F-16 战机的动力装置。“太行”家族据说还是歼 11B 的动力,可能最后取代俄制 AL-31,成为歼 10 和歼 15 的动力。2010 年 11 月有媒体报道, 一款推力 27 500 磅 (约 125 千牛) 的涡扇 10“太行”发动机已投入批生产, 将用于装备歼 11B。 尽管如此,仍然有证据表明中航工业在扩大涡扇-10 量产过程中质量稳定性控制存在问题, 造成发动机可靠性不足,致使中国战机仍然严重依赖俄罗斯进口发动机。

俄罗斯国防工业认为, 中国目前还不能批量生产性能可靠的高性能军用涡扇发动机。 俄罗 斯喷气发动机制造商土星科研生产联合体就预言, 2019 年以前它仍然是中国歼 10 和 FC-1 在 战斗机发动机的主要供应商。有消息称,2011 年中国与俄罗斯洽谈过购买 190 台 D-30KP-2 涡扇发动机事宜,这些发动机可能用于中国的俄制伊尔-76,土星的乐观可能部分地来自于 此。 在 FADEC 系统研制方面,中国主要需解决 4 个方面的问题:提高系统可靠性;改善系性 能;减轻系统质量;降低系统成本 目前( 最重要也是最薄弱的环节是 FADEC 系统的可靠性问题, 而其最突出的问题反映在 ) 个方面,即控制应用软件开发、电\液转换装置研究和工程实践经验积累。 总之我们要想发展好 FADEC 技术,赶上外国的水平,还有很长的一段路要走。


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