渦軸發(fā)動機高原啟動熱懸掛分析研究

候博群，汪 濤

(中國航空工業(yè)集團中國飛行試驗研究院，陜西 西安 710089)

1 引 言

發(fā)動機高原啟動試驗是航空發(fā)動機設計定型的重要考核內容，其啟動性能反映了發(fā)動機對高原環(huán)境的適應能力[1]。航空發(fā)動機應能夠可靠、快速地啟動，并且可以在各種復雜惡劣的環(huán)境下正常啟動[2]。在GJB 243A-2004《航空燃氣渦輪動力裝置飛行試驗要求》中，明確規(guī)定航空燃氣渦輪發(fā)動機在啟動包線內能夠可靠啟動，在啟動過程中不能出現(xiàn)超溫、超轉、喘振等異常現(xiàn)象[3]。

高原條件下，空氣密度低，進入發(fā)動機的空氣質量流量減少，導致燃燒室余氣系數(shù)降低，出現(xiàn)富油。富油會導致啟動時點火困難，進而提高了渦輪發(fā)動機出口溫度，容易超溫觸發(fā)超溫保護系統(tǒng)，導致啟動失敗[4-6]。啟動過程的影響因素實際上是影響剩余功率，進入發(fā)動機的空氣質量流量減少，渦輪剩余功率降低，使得發(fā)動機加速性變差。為使轉子迅速加速至慢車，需要增加啟動供油。若啟動供油量調整不當，容易導致發(fā)動機超溫[7-10]。發(fā)動機在高原條件下熱啟動時，極易發(fā)生喘振以及熱懸掛現(xiàn)象，導致啟動失敗[11]。

國內對發(fā)動機高原地面啟動進行了大量的研究工作。敖良忠等通過在高空臺模擬不同高度的地面啟動試驗，初步探索了發(fā)動機啟動階段的供油規(guī)律[12]。李小彪等采取增大啟動機功率、卸載液壓、優(yōu)化調整供油量等三項措施，將某型發(fā)動機高原啟動成功率提高了30%[13]。李文峰等通過小型可移動式地面試車臺，研究了啟動機和發(fā)動機的參數(shù)調整規(guī)律[14]。……