航空發動機配裝飛機技術協調程序與原則

鄭喬山

摘 要：航空發動機是為航空器提供飛行所需動力的發動機。可以產生拉力或推力，使飛機前進，還可以為飛機上的用電設備提供電力，同時為空調設備等用氣設備提供氣源。因此航空發動機的性能和飛機的戰術技術性，直接關系著飛機飛行的安全性和戰術性能，是飛機與發動機技術協調的技術依據和指導原則。

關鍵詞：性能協調；結構協調；監控系統

引言

作為飛機的動力裝置，航空發動機是極其重要的，并且作為飛機的一部分，航空發動機是一個非常復雜的獨立系統，發動機和飛機的性能協調性、結構相容性、功能匹配性直接關系到飛機的戰術性能和飛行安全，是飛機與發動機技術協調的技術依據和指導原則。

1 發動機配裝軍用飛機的性能協調

1.1 發動機配裝飛機的性能協調

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

1.2 發動機配裝飛機完成性能協調

是指為滿足飛機的戰術技術要求和性能指標，通過發動機研制部門對發動機的熱力循環參數、部件特性、發動機調節規律的研究，結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整，達到最佳狀態，最終完成發動機配裝飛機的性能協調。

1.3 進氣道/發動機性能匹配

飛機動力系統是由進氣道與發動機組成形成的，所以發動機配裝飛機的性能協調的最重要內容中也包括進氣道與發動機的匹配協調，其中包括流量匹配和流場相容。為保證不發生進氣道堵塞或溢流，超音速進氣道應盡可能的提供發動機各狀態下所需求的最大和最小空氣流量，那么在發動機完成高度速度特性計算后，就應給出發動機流量特性，從而進行飛機進氣道與發動機的流量匹配協調。因為氣流具有不穩定性，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，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，發動機均能在要求的狀態下穩定運行，這就要求在任何狀態下都要保持發動機壓氣機有足夠的喘振裕度，以避免發動機喘振。從而使得飛機進氣道出口流場畸變度與發動機的抗畸變能力應相容。

2 發動機配裝飛機的結構協調

發動機配裝飛機的結構協調包括樣機與飛機的安裝協調，發動機在飛機上的安裝匹配性協調，機艙溫度協調，飛機附件傳動協調，安裝節協調，發動機振動測量協調，引氣系統協調，操縱系統協調，發動機狀態監控系統協調，發動機各系統接口以及檢查測量項目和各接頭位置及尺寸協調等。其中比較主要的有發動機幾何特性協調，飛機進氣道與發動機的安裝協調，機艙溫度，飛機附件傳動協調，發動機振動測量協調，以及引氣系統協調。

2.1 發動機幾何特性協調

發動機的尺寸是非常重要的，裝入飛機的發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動機艙內，而且發動機和發動機艙之間要有一定的間隙，方便裝卸更換。為了使發動機能夠順利裝進飛機發動機艙，應協調發動機各截面的最大外廓尺寸并標示在協調圖上，可以根據發動機各截面最大外廓尺寸控制圖制造發動機外廓尺寸檢驗樣板，利用模型檢驗，確保發動機的外形尺寸合試。

2.2 飛機進氣道與發動機的安裝協調

發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，保證空氣從飛機進氣道到發動機平滑過渡發動機和飛機進氣道的安裝邊，并規定出容限、偏斜量、熱膨脹量以及盡量減小空間，防止誤差，同時，發動機進口與進氣道連接的界面尺寸也應標示在協調圖上，防止計算遺漏失誤。

2.3 機艙溫度

發動機艙的管路、導線、附件、設備在飛機飛行中運轉工作，會使其運轉升溫，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、導線、附件、設備充分冷卻，保證其使用的安全性。為了使發動機及其附件在任何工作狀態下都不會超過規定的溫度極限，這就需要發動機研制單位和飛機研制單位共同協調工作進行發動機與飛機的熱相容性協調，保證發動機的穩定性與安全性。

2.4 飛機附件傳動協調

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調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，所以要選擇合適的飛機傳動附件功率。考慮飛機傳動附件的轉速、轉向，飛機傳動附件的轉速、轉向影響著飛機發動機運轉的轉速與轉向，所以要充分考慮飛機傳動附件的轉速、轉向。考慮飛機傳動附件的質量、質心和外形尺寸，飛機傳動附件的質量、質心和外形尺寸影響著飛機發動機的質量、質心和尺寸，如果其存在問題，就會影響發動機的正常運轉，進一步影響飛機的安全行駛。要考慮安裝座的結構形式和尺寸，飛機發動機的發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構形式和尺寸。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調圖上標注出來，并進行模型檢測，防止出現誤差。而分離式傳動應協調，應充分考慮飛機附件機匣與發動機的連接方式，防止出現誤差，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，應協調該機匣傳動軸輸入端和發動機附件機匣傳動軸輸出端名義值的不同軸度，確保其符合規格。

2.5 發動機振動測量協調

為了保證飛機的安全行駛，應在壓氣機機匣、渦輪機匣和附件機匣的適當位置上應裝有支架或安裝座，使得其在三個互相垂直的平面上測量振動。并且應把振動傳感器的安裝點在協調圖上示出，防止其在設計和尺寸上存在問題。發動機研制單位應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據，從而達到發動機振動測量協調。

2.6 引氣系統協調

飛機座艙的引氣增壓、雷達設備艙通風、油箱增壓、防冰和襟翼吹風等都需從發動機引氣，在各種狀態下總的引氣量是多少，從各個部位引氣量是多少，都對發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含量也不可以超過安全標準，防止發生危險，因此要協調引氣系統。

3 發動機狀態監控系統

發動機狀態監控是發動機組成中極其重要的一部分，發動機狀態監控系統的作用就是監控發動機的運轉情況，及時發現問題，避免事故的產生。發動機狀態監控系統可以監控發動機的狀態、性能、振動、滑油、壽命以及結構的損壞程度，總得來說，可監控的性能越多，發動機的安全性能越好。

4 結束語

文章通過簡要的對發動機配裝軍用飛機的性能協調，發動機配裝飛機的結構協調和發動機狀態監控系統的介紹，對航空發動機配裝飛機技術協調程序與原則進行了簡單介紹。

參考文獻

[1]劉長福，鄧明.航空發動機結構分析[M].西北工業大學出版社，2006.

[2]喬渭陽，敬睿.葉輪機動態參數測試技術[M].國防工業出版社，2004.