航空發動機全權限數字電子控制系統研究

王林林

摘 要：近年來，我國航空工業取得了突飛猛進的發展，特別在航空發動機控制領域成果頻出，進一步促進了我國航空工業的發展。全權限航空發動機數字電子控制技術作為發動機的新型控制技術，有效地提高了發動機的控制性能，改善了發動機的操縱性與可靠性，充分發揮出了發動機的性能，得到了許多國家的重視和研究，已經得到了一定規模的應用，具有較為廣闊的發展空間。本文主要針對航空發動機全權限數字電子控制系統進行簡要的分析與研究，并對其進行簡要的闡述。

關鍵詞：航空發動機；全權限數字電子控制；研究

0 引言

航空發動機的控制技術作為航空工業中的核心技術之一，對整個行業的發展起著至關重要的作用，得到了許多國家的重視。全權限航空發動機數字電子控制技術作為一項新型技術，其利用計算機的數字運算取代傳統的機械式調節器，通過計算機強大的運算及邏輯處理能力，更加迅速靈活的完成對發電機的控制，從而改善了其操控性，充分發掘了發動機的性能。本文主要針對航空發動機全權限數字電子控制系統進行了簡要的分析和闡述。

1 航空發動機全權限數字電子控制系統的簡介

1.1 航空發動機全權限數字電子控制系統的概述

航空發動機全權限數字電子控制系統（FADEC）是一套利用計算機的數字運算能力完成航空發動機的控制任務的系統，其是高性能航空發動機的必備設備之一，對提高發動機性能有著重要的意義。航空發動機全權限數字電子控制系統（FADEC）主要由燃油計量組件、壓氣機控制系統、間隙控制系統、起動系統以及各類傳感器等構成。

航空發動機控制正處于從傳統液壓機械室向數字電子式轉變的過程之中，為了抓住這一機遇，切實提高我國航空工業的技術水平，我國在上世紀八十年代便開展了航空發動機全權限數字電子控制技術的相關研究，并通過數字仿真、環境模擬等不同試驗對其進行了改進與完善，促進了我國航空發動機控制技術的不斷發展。

1.2 航空發動機全權限數字電子控制系統的優點

與傳統的液壓機械式控制方式相比，全權限數字電子控制系統具有獨特的優勢：

（1）有效提高了發電機的性能。由于全權限數字電子控制系統具有強大的計算能力，能通過計算始終將發動機保持與最佳狀態，改善發動機的啟動與過渡特性，充分發掘發動機的性能潛力。

（2）降低了燃油消耗。全權限數字電子控制系統能夠根據動力需要，將發動機調整為最佳狀態，因此能夠有效減少發動機不必要的運轉，從而有效地降低了航空發動機的燃油消耗。

（3）降低了維修成本。運用全權限數字電子控制系統之后，大大減少了航空發動機溫度過高和轉速過高的情況，降低了發動機的故障概率，同時配合故障輔助診斷，能夠有效降低發動機的維修成本。

2 航空發動機全權限數字電子控制系統的構成與實現

航空發動機全權限數字電子控制系統主要由數字電子控制器、燃油供油裝置、尾噴口控制裝置以及各類傳感器繼電器組成，為了保證系統的可靠性，采用了雙通道、帶備份的設計形式，在關鍵傳感器處也采用了雙余度設計，從而保證了控制系統運行的可靠性。

2.1 數字電子控制器

數字電子控制器是完成數據采集、傳輸及處理的重要部分，為保證其工作可靠性，大多采用雙通道設計。由于在正常運行時，數字電子控制器長期工作于50到70攝氏度的高溫下，短時間內甚至可能達到90攝氏度以上，為了保證高溫下控制器仍能正常運行，這就需要合理地設計控制器的功耗與散熱，充分考慮溫度對其影響，科學地對各器件進行布局，有效地避免高溫造成的電路性能的降低。

除溫度外，電磁干擾也是影響控制器正常運行的重要因素。由于航空發動機在啟動時電流高達數百安培，因此數字電子控制器的電磁環境十分不利，這就要求控制器具有較強的抗電磁干擾能力，以排除電磁干擾對其正常運行的影響。

2.2 液壓機械裝置

液壓機械裝置主要包括主燃油以及加力燃油供油裝置，其負責根據燃油需要調節燃油的供給量，對航空發動機的正常運行有著重要的意義。一般情況下，為了保證發動機運行的可靠性，通常液壓機械裝置配備有備份調節器，其在數控系統故障下仍能保證發動機的正常運行。供油裝置一般通過對斜盤角度的控制完成對燃油的計量，這種方式不僅結構簡單可靠，并且具有較低的功耗和溫升，對保證發動機運行的安全性有著重要的作用。

2.3 系統控制軟件

系統控制軟件是整個航空發動機全權限數字電子控制系統的核心，其負責協調各裝置完成對發動機的各項控制操作，主要具有信號輸入采集、存儲處理、通訊交互、故障診斷以及輸出控制等多項功能。為了保證軟件運行的可靠性，一般將其嵌入至雙通道嵌入式控制器中，并且具有四個獨立運行的CPU，以保證足夠的計算能力以及較高的可靠性。

3 結束語

隨著我國航空工業的不斷發展，相關技術水平不斷提高，相信隨著相關研究的不斷深入，我國在航空發動機全權限數字電子控制系統方面必將取得更為廣泛的應用。

參考文獻：

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