CN108397293B - 一种弹用涡喷发动机快速起动控制装置及方法 - Google Patents

一种弹用涡喷发动机快速起动控制装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种弹用涡喷发动机的快速起动控制装置及方法,发动机在蒸发管燃烧室基础上,增加离心喷嘴点火油路,通过控制多个附件先后起动顺序与油泵供油量并给出供油规律,在低温低压等蒸发管型燃烧室难于点火的环境条件下,使得发动机在短时间内进入高转速稳定运行状态。实现弹用蒸发管型燃烧室的涡喷发动机在10s达到95%以上高转速。本发明可以为发动机在宽广的包线范围内的起动提供了可靠保障,解决了弹用涡喷发动机快速起动的难题,具有显著的工程应用价值。

Description

一种弹用涡喷发动机快速起动控制装置及方法
技术领域
本发明涉及弹用涡喷发动机高空快速起动技术领域,是一种针对微型涡喷发动机蒸发管型燃烧室的快速起动控制装置及方法,能够保证发动机在低温低压等蒸发管型燃烧室难于点火的环境条件下,高可靠性快速起动。
背景技术
传统弹用涡喷发动机均采用高压喷嘴型燃烧室,通过高压雾化喷嘴,应对高空低温条件下点火困难的问题,但高压喷嘴型燃烧室需要高压高性能油泵作为最基本保障,燃烧室本身与配套附件成本过高,不利于低成本发动机作为主动力在弹上的应用。
低成本高性能的涡喷发动机以蒸发管型燃烧室设计为主,附件及本体性能要求低,在保证高性能的前提下,成本更易于控制,但其由于自身设计特点限制,点火需要预热时间,同时低温低压条件下,低压燃油泵雾化不好等问题,无法实现在高空可靠性快速点火。
发明内容
针对现有弹用蒸发管型燃烧室的涡喷发动机高空点火困难的问题,本发明提供了一种弹用蒸发管型燃烧室的涡喷发动机的快速起动控制装置及方法,能够保证发动机在低温低压环境条件下高可靠性快速起动。
根据本发明的一方面,本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为:
一种弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,包括发动机控制器、油箱、低压电控油泵、压气机、扩压器、蒸发管燃烧室、烟火点火器、烟火起动器,其特征在于,
所述油泵为低压电控油泵,所述油箱和油泵之间的连通管路上设有燃油流量计,所述油泵、燃油流量计均与所述发动机控制器通信连接;
所述油泵的出口处设置泵后压力传感器和密封电爆阀,所述密封电爆阀的出口管路分为两路,一路经主油电磁阀与所述蒸发管燃烧室中的蒸发管主油路连通,另一路经点火电磁阀与所述蒸发管燃烧室中的离心喷嘴点火油路连通,且所述主油电磁阀、点火电磁阀均与所述发动机控制器通信连接;
所述烟火点火器布置在所述蒸发管燃烧室的离心喷嘴点火油路附近,并与所述发动机控制器通信连接,用以在发动机起动阶段对蒸发管中的燃油进行预热雾化;
所述烟火起动器设置在所述涡喷发动机的动力涡轮机匣外,所述动力涡轮的上游设置蒸发管燃烧室及涡轮导向器,下游设置发动机尾喷管,所述烟火起动器与所述发动机控制器通信连接,用以在发动机起动阶段冲击所述动力涡轮并使其转速达到发动机的起动转速;
所述发动机尾喷管的出口处设置排气温度传感器,所述排气温度传感器与所述发动机控制器通信连接;
所述扩压器的上游设置压气机,下游设置蒸发管燃烧室,所述压气机的进口处设置与所述发动机控制器通信连接的压气机进口温度总静压综合传感器,所述压气机进口温度总静压综合传感器用以检测压气机进口处的进气温度、进气静压、进气总压;
所述扩压器的出口处设置与所述发动机控制器通信连接的扩压器后总压总温综合传感器,所述扩压器后总压总温综合传感器用以检测扩压器出口处的扩压器后总温及扩压器后总压;
所述燃油流量计、泵后压力传感器、压气机进口温度总静压综合传感器、扩压器后总压总温综合传感器、排气温度传感器将检测到的信号传输至所述发动机控制器,所述发动机控制器根据各传感器采集的信号控制所述油泵的开闭及供油速率的大小,控制密封电爆阀、主油电磁阀、点火电磁阀的开闭,以及控制烟火点火器、烟火起动器的开闭。
优选地,所述涡喷发动机中还设置有与烟火点火器配合使用的电爆氧气瓶,且所述电爆氧气瓶与所述发动机控制器通信连接。
进一步地,所述发动机控制器在接到起动控制指令时刻t0,立即开启所述油泵、密封电爆阀和点火电磁阀,所述油泵通过所述点火电磁阀向所述蒸发管燃烧室中的离心喷嘴点火油路供油,供油量保持常数不变,供油量M=a,a为供油常数。
优选地,供油常量a高于起动转速下燃烧室的贫油点火边界,低于燃烧室的富油点火边界,偏向富有点火边界。进一步地,不同的发动机规格,供油常量a的绝对值不同。
进一步地,所述发动机控制器在t0+Δt1时刻,引爆至少一个所述烟火点火器,在t0+Δt2时刻,所述发动机控制器引爆至少另一个所述烟火点火器,其中,Δt1、Δt2为预设的两个时间间隔,且Δt2>Δt1;此外,从t0+Δt1时刻开始,所述发动机控制器开始判断发动机尾喷管的排气温度是否不低于一预设温度,当发动机尾喷管的排气温度不低于所述预设温度且持续一预设时间后,所述发动机控制器引爆所述烟火起动器,同时增加所述油泵的供油速率,保证发动机转速按一预设速率增长。
进一步地,待到所述烟火起动器工作结束,所述发动机控制器进一步提高所述油泵的供油量速率,增补燃油量,使发动机维持原有转速增长速率,并根据判断准则实时修正供油曲线,在维持发动机转速增长速率的同时,远离熄火边界及喘振边界。
进一步地,所述判断准则包括:
(1)实时计算不同燃烧室特征速度下的油气比以及压气机压比π;
(2)使压气机压比π保持与压气机喘振边界的安全距离,并使油气比保持与燃烧室贫富油熄火边界的安全距离,使油气比在安全工作裕度范围内;
其中,
根据所述扩压器后总压总温综合传感器检测的扩压器后总压,以及所述压气机进口温度总静压综合传感器检测的压气机进气总压,计算获得压气机压比π;
根据所述压气机进口温度总静压综合传感器检测的压气机进口处的进气总压、进气静压、进气温度,计算获得压气机进口空气流量Mair
根据所述扩压器后总压总温综合传感器检测的扩压器后总温、计算获得的压气机进口空气流量Mair以及燃烧室当量面积,计算获得燃烧室特征速度;
根据所述所述燃油流量计检测的燃油质量流量与计算获得的压气机进口空气流量Mair,计算获得油气比;
所述压气机喘振边界、燃烧室贫富油熄火边界,均通过发动机部件高空试验获取,并在此基础上留一定的安全裕度。
进一步地,待到发动机转速到达点火油路转速极限时,所述发动机控制器开启所述主油电磁阀,同时油泵阶跃增补燃油量,维持切换时刻前后油泵出口压力不变,在一设定时间间隔Δt3后,待发动机转速斜率明显增加,关闭所述点火电磁阀,油泵阶跃减少燃油量,维持切换前后油泵出口压力不变后,继续增补供油量速率,维持原有转速增长速率。
根据本发明的另一方面,还提供了一种弹用涡喷发动机的快速起动控制方法,利用本发明的上述弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,所述控制方法包括以下步骤:
SS1.所述发动机控制器在接到起动控制指令时刻t0,立即开启所述油泵、密封电爆阀和点火电磁阀,所述油泵通过所述点火电磁阀向所述蒸发管燃烧室中的离心喷嘴点火油路供油,供油量保持常数不变,供油量M=a,a为供油常量;
SS2.所述发动机控制器在t0+Δt1时刻,引爆至少一个所述烟火点火器,在t0+Δt2时刻,所述发动机控制器引爆至少另一个所述烟火点火器,其中,Δt1、Δt2为预设的两个时间间隔,且Δt2>Δt1;此外,从t0+Δt1时刻开始,所述发动机控制器开始判断发动机尾喷管的排气温度是否不低于一预设温度,当发动机尾喷管的排气温度不低于所述预设温度且持续一预设时间后,所述发动机控制器引爆所述烟火起动器,同时增加所述油泵的供油速率,保证发动机转速的增长满足发动机转速N=f(t3),t为发动机起动时间,同时根据判断准则,修正供油曲线关系,在保持转速增长速率的同时,远离燃烧室贫富油熄火边界及压气机喘振边界;
SS3.待到所述烟火起动器工作结束,发动机转速曲线斜率明显减小,所述发动机控制器进一步提高所述油泵的供油量速率,增补燃油量,并根据判断准则实时修正供油曲线,在维持发动机转速增长速率的同时,远离燃烧室贫富油熄火边界及压气机喘振边界;
SS4.待到发动机转速到达点火油路转速极限时,所述发动机控制器开启所述主油电磁阀,同时油泵阶跃增补燃油量,维持切换时刻前后油泵出口压力不变,在一设定时间间隔Δt3后,待发动机转速斜率明显增加,关闭所述点火电磁阀,油泵阶跃减少燃油量,维持切换前后油泵出口压力不变后,继续增补供油量速率,并根据判断准则实时修正供油曲线,在维持发动机转速增长速率的同时,远离燃烧室贫富油熄火边界及压气机喘振边界。其中,发动机油门与转速变化呈线性关系,时间上有一定迟滞。
优选地,步骤SS1中,供油常量a高于起动转速下燃烧室的贫油点火边界,低于燃烧室的富油点火边界,偏向富有点火边界。进一步地,不同的发动机规格,供油常量a的绝对值不同。
优选地,所述判断准则包括:
(1)实时计算不同燃烧室特征速度下的油气比以及压气机压比π;
(2)使压气机压比π保持与压气机喘振边界的安全距离,并使油气比保持与燃烧室贫富油熄火边界的安全距离,使油气比在安全工作裕度范围内;
其中,
根据所述扩压器后总压总温综合传感器检测的扩压器后总压,以及所述压气机进口温度总静压综合传感器检测的压气机进气总压,计算获得压气机压比π;
根据所述压气机进口温度总静压综合传感器检测的压气机进口处的进气总压、进气静压、进气温度,计算获得压气机进口空气流量Mair
根据所述扩压器后总压总温综合传感器检测的扩压器后总温、计算获得的压气机进口空气流量Mair以及燃烧室当量面积,计算获得燃烧室特征速度;
根据所述所述燃油流量计检测的燃油质量流量与计算获得的压气机进口空气流量Mair,计算获得油气比;
所述压气机喘振边界、燃烧室贫富油熄火边界,均通过发动机部件高空试验获取,并在此基础上留一定的安全裕度。
本发明的上述控制装置及控制方法,应用对象是具有蒸发管型燃烧室的弹用涡喷发动机。发动机控制器根据发动机高空试验数据,烧写发动机高空高速环境条件下,燃烧室贫富油熄火边界及压气机喘振边界数据。在不同环境条件下转速快速增加的控制过程中,实时计算发动机不同转速的空气流量Mair对应压比π,维持发动机不同转速流量对应的压比在安全工作裕度范围内,即保证发动机在复杂的环境变化过程中,压气机压比保持与喘振边界的安全距离,同时在转速增加的控制过程中,计算燃烧室特征速度对应的油气比值,维持发动机在不同环境条件下的转速增加过程中,油气比在安全工作裕度范围内,即保证发动机在复杂的环境变化过程中,远离贫、富油熄火边界。控制过程中,首先对两参数的变化趋势进行预估,优先保证两被控目标参数不触及其相应边界的前提下,尽量提高发动机转速增加斜率,本控制方法中提到的复杂环境条件下,发动机燃烧室贫、富油熄火边界及压气机喘振边界,均通过发动机部件高空试验获取,并在此基础上留一定的安全裕度,同时传感器采用主传感器及参考传感器双裕度的控制方式,提高发动机工作可靠性,降低误判风险。
同现有技术相比,本发明的弹用涡喷发动机快速起动控制装置及方法,发动机在蒸发管燃烧室基础上,增加离心喷嘴点火油路,通过控制多个附件的先后次序与油泵供油量,有效保证点火油路与主油路的燃油自然过渡,实现弹用涡喷发动机(蒸发管型燃烧室)在10s达到95%以上高转速,可以解决弹用涡喷发动机蒸发管型燃烧室的高空点火和快速起动的工程问题,起动可靠性高,适应性强,可以根据环境条件变化对发动机供油规律进行修正,以当前环境条件下允许的最快速率起动,点火起动条件可以实现在6000m范围内的快速起动。具有环境条件适用范围广,起动迅速等显著特点。
附图说明
图1为本发明的弹用涡喷发动机快速起动装置示意图;
图2为弹用涡喷发动机快速起动曲线示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举实施例,对本发明进一步详细说明。需要说明的是,附图中未绘示或描述的实现方式,为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。
如图1所示,本发明的弹用涡喷发动机快速起动装置,包括发动机控制器12、油箱1、油泵3、压气机、扩压器、蒸发管燃烧室、烟火点火器9、烟火起动器11。所述油泵3为低压电控油泵,所述油箱1和油泵3之间的连通管路上设有燃油流量计2,所述油泵3、燃油流量计2均与所述发动机控制器12通信连接;所述油泵2的出口处设置泵后压力传感器4和密封电爆阀5,所述密封电爆阀5的出口管路分为两路,一路经主油电磁阀6与所述蒸发管燃烧室中的蒸发管主油路连通,另一路经点火电磁阀7与所述蒸发管燃烧室中的离心喷嘴点火油路连通,且所述主油电磁阀6、点火电磁阀7均与所述发动机控制器12通信连接;所述烟火点火器9布置在所述蒸发管燃烧室的离心喷嘴点火油路附近,并与所述发动机控制器12通信连接,用以在发动机起动阶段对蒸发管中的燃油进行预热雾化;所述烟火起动器11设置在所述涡喷发动机的动力涡轮机匣外,所述动力涡轮的上游设置蒸发管燃烧室及涡轮导向器,下游设置发动机尾喷管,所述烟火起动器11与所述发动机控制器12通信连接,用以在发动机起动阶段冲击所述动力涡轮并使其转速达到发动机的起动转速;所述发动机尾喷管的出口处设置排气温度传感器,所述排气温度传感器与所述发动机控制器12通信连接;所述扩压器的上游设置压气机,下游设置蒸发管燃烧室,所述压气机的进口处设置与所述发动机控制器12通信连接的压气机进口温度总静压综合传感器,所述压气机进口温度总静压综合传感器用以检测压气机进口处的进气温度、进气静压、进气总压;所述扩压器的出口处设置与所述发动机控制器12通信连接的扩压器后总压总温综合传感器,所述扩压器后总压总温综合传感器用以检测扩压器出口处的扩压器后总温及扩压器后总压;所述燃油流量计2、泵后压力传感器4、压气机进口温度总静压综合传感器、扩压器后总压总温综合传感器、排气温度传感器将检测到的信号传输至所述发动机控制器12,所述发动机控制器12根据各传感器采集的信号控制所述油泵3的开闭及供油速率的大小,控制密封电爆阀5、主油电磁阀6、点火电磁阀7的开闭,以及控制烟火点火器9、烟火起动器10的开闭。
动力涡轮的驱动轴与发电机8机械连接,且发电机8的转轴上设置转速传感器并与发动机控制器12通信连接。发电机8通过整流器13与发动机控制器12的电源电连接。
本发明的快速起动控制装置及方法应用在某型具有蒸发管型燃烧室的涡喷航空发动机上,其特征在于起动迅速,可靠性高,根据环境条件变化修正点火供油规律,提高起动成功率。
发动机控制器接到起动控制指令,立即开起密封电爆阀5,同时开起点火电磁阀7,油泵3开始供油,保持控制泵后供油压力达到0.3MPa稳定不变,在设定时间间隔1s后,引爆至少一个烟火点火器9,间隔时间1s后,引爆至少另一烟火点火器9,在t1时刻起,开始判断发动机尾喷管工作温度不低于某绝对值60℃或者温差不小于30℃,当同时满足起动温度或设定时间间隔3s后,引爆烟火起动器11,油泵3同时增加供油速率,保证发动机转速N=f(t2),同时根据判断准则,修正供油曲线关系,在保持转速增长速率的同时,远离燃烧室贫富油熄火边界及压气机喘振边界。
待到烟火起动器11工作结束,发动机转速曲线斜率明显减小,进一步提高油泵3供油量速率,增补燃油量,维持原有转速增长速率,并根据判断准则修正供油曲线,维持转速增长速率的同时,远离燃烧室熄火边界及压气机喘振边界。待到发动机转速到达点火油路转速极限,开起主油电磁阀6,同时油泵阶跃增补燃油量,维持切换时刻前后油泵3后压力不变,在设定时间间隔1s后,发动机转速斜率会明显增加,关闭点火电磁阀7,油泵3阶跃减少燃油量,维持切换前后油泵3后压力不变后,继续增补供油量速率,维持原有转速增长速率,并根据判断准则修正供油曲线,维持转速增长速率的同时,远离燃烧室贫富油熄火边界及压气机喘振边界。在转速增加过程中,实时计算不同转速的空气流量Mair对应压比π,保证发动机以安全允许的最大速率上升,同时实时计算发动机燃烧室不同特征速度对应油气比的上下限值,保证在控制过程中,控制参数维持油气比在安全范围内工作,保证发动机在高空条件下,转速急速上升过程中,远离熄火边界。点火起动条件可以实现在6000m范围内,8s时间内快速达到95%以上转速。
此外,需要说明的是,本说明书中所描述的具体实施例,其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化,均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,包括发动机控制器、油箱、低压电控油泵、压气机、扩压器、蒸发管燃烧室、烟火点火器、烟火起动器,其特征在于,
所述油泵为低压电控油泵,所述油箱和油泵之间的连通管路上设有燃油流量计,所述油泵、燃油流量计均与所述发动机控制器通信连接;
所述油泵的出口处设置泵后压力传感器和密封电爆阀,所述密封电爆阀的出口管路分为两路,一路经主油电磁阀与所述蒸发管燃烧室中的蒸发管主油路连通,另一路经点火电磁阀与所述蒸发管燃烧室中的离心喷嘴点火油路连通,且所述主油电磁阀、点火电磁阀均与所述发动机控制器通信连接;
所述烟火点火器布置在所述蒸发管燃烧室的离心喷嘴点火油路附近,并与所述发动机控制器通信连接,用以在发动机起动阶段对蒸发管中的燃油进行预热雾化;
所述烟火起动器设置在所述涡喷发动机的动力涡轮机匣外,所述动力涡轮的上游设置蒸发管燃烧室及涡轮导向器,下游设置发动机尾喷管,所述烟火起动器与所述发动机控制器通信连接,用以在发动机起动阶段冲击所述动力涡轮并使其转速达到发动机的起动转速;
所述发动机尾喷管的出口处设置排气温度传感器,所述排气温度传感器与所述发动机控制器通信连接;
所述扩压器的上游设置压气机,下游设置蒸发管燃烧室,所述压气机的进口处设置与所述发动机控制器通信连接的压气机进口温度总静压综合传感器,所述压气机进口温度总静压综合传感器用以检测压气机进口处的进气温度、进气静压、进气总压;
所述扩压器的出口处设置与所述发动机控制器通信连接的扩压器后总压总温综合传感器,所述扩压器后总压总温综合传感器用以检测扩压器出口处的扩压器后总温及扩压器后总压;
所述燃油流量计、泵后压力传感器、压气机进口温度总静压综合传感器、扩压器后总压总温综合传感器、排气温度传感器将检测到的信号传输至所述发动机控制器,所述发动机控制器根据各传感器采集的信号控制所述油泵的开闭及供油量的大小,控制密封电爆阀、主油电磁阀、点火电磁阀的开闭,以及控制烟火点火器、烟火起动器的开闭。
2.根据权利要求1所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,所述涡喷发动机中还设置有与烟火点火器配合使用的电爆氧气瓶,且所述电爆氧气瓶与所述发动机控制器通信连接。
3.根据权利要求1所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,所述发动机控制器在接到起动控制指令时刻t0,立即开启所述油泵、密封电爆阀和点火电磁阀,所述油泵通过所述点火电磁阀向所述蒸发管燃烧室中的离心喷嘴点火油路供油,供油量保持常数不变,供油量M=a,a为供油常数。
4.根据权利要求3所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,供油常量a高于起动转速下燃烧室的贫油点火边界,低于燃烧室的富油点火边界,偏向富油点火边界,不同的发动机规格,供油常量a的绝对值不同。
5.根据权利要求1所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,所述发动机控制器在t0+Δt1时刻,引爆至少一个所述烟火点火器,在t0+Δt2时刻,所述发动机控制器引爆至少另一个所述烟火点火器,其中,Δt1、Δt2为预设的两个时间间隔,且Δt2>Δt1;此外,从t0+Δt1时刻开始,所述发动机控制器开始判断发动机尾喷管的排气温度是否不低于一预设温度,当发动机尾喷管的排气温度不低于所述预设温度且持续一预设时间后,所述发动机控制器引爆所述烟火起动器,同时增加所述油泵的供油速率,保证发动机转速按一预设速率增长。
6.根据权利要求5所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,待到所述烟火起动器工作结束,所述发动机控制器进一步提高所述油泵的供油量速率,增补燃油量,使发动机维持原有转速增长速率,并根据判断准则实时修正供油曲线,在维持发动机转速增长速率的同时,远离熄火边界及喘振边界。
7.根据权利要求6所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,所述判断准则包括:
(1)实时计算不同燃烧室特征速度下的油气比以及压气机压比π;
(2)使压气机压比π保持与压气机喘振边界的安全距离,并使油气比保持与燃烧室贫富油熄火边界的安全距离,使油气比在安全工作裕度范围内;
其中,
根据所述扩压器后总压总温综合传感器检测的扩压器后总压,以及所述压气机进口温度总静压综合传感器检测的压气机进气总压,计算获得压气机压比π;
根据所述压气机进口温度总静压综合传感器检测的压气机进口处的进气总压、进气静压、进气温度,计算获得压气机进口空气流量Mair
根据所述扩压器后总压总温综合传感器检测的扩压器后总温、计算获得的压气机进口空气流量Mair以及燃烧室当量面积,计算获得燃烧室特征速度;
根据所述所述燃油流量计检测的燃油质量流量与计算获得的压气机进口空气流量Mair,计算获得油气比;
所述压气机喘振边界、燃烧室贫富油熄火边界,均通过发动机部件高空试验获取,并在此基础上留一定的安全裕度。
8.根据权利要求7所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,待到发动机转速到达点火油路转速极限时,所述发动机控制器开启所述主油电磁阀,同时油泵阶跃增补燃油量,维持切换时刻前后油泵出口压力不变,在一设定时间间隔Δt3后,待发动机转速斜率明显增加,关闭所述点火电磁阀,油泵阶跃减少燃油量,维持切换前后油泵出口压力不变后,继续增补供油量速率,维持原有转速增长速率。
9.一种弹用涡喷发动机的快速起动控制方法,利用上述权利要求1至8任一项所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制装置,其特征在于,所述控制方法包括以下步骤:
SS1.所述发动机控制器在接到起动控制指令时刻t0,立即开启所述油泵、密封电爆阀和点火电磁阀,所述油泵通过所述点火电磁阀向所述蒸发管燃烧室中的离心喷嘴点火油路供油,供油量保持常数不变,供油量M=a,a为供油常量;
SS2.所述发动机控制器在t0+Δt1时刻,引爆至少一个所述烟火点火器,在t0+Δt2时刻,所述发动机控制器引爆至少另一个所述烟火点火器,其中,Δt1、Δt2为预设的两个时间间隔,且Δt2>Δt1;此外,从t0+Δt1时刻开始,所述发动机控制器开始判断发动机尾喷管的排气温度是否不低于一预设温度,当发动机尾喷管的排气温度不低于所述预设温度且持续一预设时间后,所述发动机控制器引爆所述烟火起动器,同时增加所述油泵的供油速率,保证发动机转速的增长满足发动机转速N=f(t3),t为发动机起动时间,同时根据判断准则,修正供油曲线关系,在保持转速增长速率的同时,远离燃烧室贫富油熄火边界及压气机喘振边界;
SS3.待到所述烟火起动器工作结束,发动机转速曲线斜率明显减小,所述发动机控制器进一步提高所述油泵的供油量速率,增补燃油量,并根据判断准则实时修正供油曲线,在维持发动机转速增长速率的同时,远离燃烧室贫富油熄火边界及压气机喘振边界;
SS4.待到发动机转速到达点火油路转速极限时,所述发动机控制器开启所述主油电磁阀,同时油泵阶跃增补燃油量,维持切换时刻前后油泵出口压力不变,在一设定时间间隔Δt3后,待发动机转速斜率明显增加,关闭所述点火电磁阀,油泵阶跃减少燃油量,维持切换前后油泵出口压力不变后,继续增补供油量速率,并根据判断准则实时修正供油曲线,在维持发动机转速增长速率的同时,远离燃烧室贫富油熄火边界及压气机喘振边界,其中,发动机油门与转速变化呈线性关系,时间上有一定迟滞。
10.根据权利要求9所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制方法,其特征在于,步骤SS1中,供油常量a高于起动转速下燃烧室的贫油点火边界,低于燃烧室的富油点火边界,偏向富有点火边界,不同的发动机规格,供油常量a的绝对值不同。
11.根据权利要求9所述的弹用涡喷发动机的快速起动控制方法,其特征在于,所述判断准则包括:
(1)实时计算不同燃烧室特征速度下的油气比以及压气机压比π;
(2)使压气机压比π保持与压气机喘振边界的安全距离,并使油气比保持与燃烧室贫富油熄火边界的安全距离,使油气比在安全工作裕度范围内;
其中,
根据所述扩压器后总压总温综合传感器检测的扩压器后总压,以及所述压气机进口温度总静压综合传感器检测的压气机进气总压,计算获得压气机压比π;
根据所述压气机进口温度总静压综合传感器检测的压气机进口处的进气总压、进气静压、进气温度,计算获得压气机进口空气流量Mair
根据所述扩压器后总压总温综合传感器检测的扩压器后总温、计算获得的压气机进口空气流量Mair以及燃烧室当量面积,计算获得燃烧室特征速度;
根据所述燃油流量计检测的燃油质量流量与计算获得的压气机进口空气流量Mair,计算获得油气比;
所述压气机喘振边界、燃烧室贫富油熄火边界,均通过发动机部件高空试验获取,并在此基础上留一定的安全裕度。
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