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航空發動機燃油及控制系統試驗 版權信息
- ISBN：9787030733795
- 條形碼：9787030733795 ; 978-7-03-073379-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
航空發動機燃油及控制系統試驗 內容簡介
本書根據航空發動機控制系統研制的特點，對控制系統研制過程的驗證、確認和測試活動進行了定義，并給出了策略和計劃的方法論。針對控制系統全生命周期各階段的研制內容，介紹了每個階段典型的驗證、確認和測試活動，并對其目的、意義和活動內容進行了描述。在此基礎上，對電子控制器測試和試驗、控制軟件的測試，燃油泵及液壓機械裝置的試驗，控制系統的綜合試驗以及生產和使用維護階段試驗的目的、原理、方法、內容進行了描述，注重工程實用性。
航空發動機燃油及控制系統試驗 目錄
目錄
渦輪機械與推進系統出版項目 序
“兩機”專項：航空發動機技術出版工程 序
前言
第1章緒論
1.1航空發動機燃油及控制系統簡介001
1.1.1航空發動機控制系統技術內涵001
1.1.2航空發動機控制技術的發展歷程002
1.1.3航空發動機控制系統組成和原理004
1.2航空發動機控制系統工程過程009
1.2.1航空發動機控制系統研制階段009
1.2.2航空發動機控制系統工程過程012
1.2.3民用航空發動機控制系統研制階段與研制過程020
1.3航空發動機控制系統驗證、確認和測試(VVT)的基本概念023
1.4控制系統VVT方法的應用027
第2章控制系統各工程階段的VVT活動
2.1定義階段的VVT活動028
2.1.1確認需求說明028
2.1.2建立需求驗證矩陣029
2.1.3評估概念方案030
2.1.4評估系統研制風險、周期、費用031
2.2設計階段的VVT活動032
2.2.1評估控制系統總體技術方案032
2.2.2評估系統/子系統、部件詳細設計033
2.2.3驗證系統設計和關鍵技術035
2.2.4基于全生命周期需求評估系統設計037
2.3實現階段的VVT活動038
2.3.1評估產品的工藝設計039
2.3.2評估試制前準備工作狀態041
2.3.3零部件、產品測試042
2.3.4電子產品環境應力篩選試驗047
2.3.5產品環境試驗和可靠性試驗047
2.3.6產品質量評審049
2.4集成階段的VVT活動050
2.4.1電子控制器硬件在回路測試050
2.4.2執行子系統的集成測試051
2.4.3控制系統的集成測試052
2.4.4控制系統裝發動機的集成測試052
2.5鑒定階段的VVT活動053
2.5.1制定鑒定試驗方案053
2.5.2編制鑒定試驗大綱054
2.5.3部件和系統鑒定試驗055
2.5.4評估系統可測試性、可維護性和可用性060
2.5.5系統認證和鑒定(C&A)063
2.6生產與使用維護階段VVT活動065
2.6.1生產階段VVT活動065
2.6.2使用與維護階段VVT活動067
2.6.3處置階段的VVT活動068
第3章電子控制器測試和試驗
3.1電子控制器研制概述070
3.1.1電子控制器簡介070
3.1.2電子控制器的研發流程073
3.1.3電子控制器驗證方法074
3.2電子控制器測試概述076
3.2.1元器件篩選測試076
3.2.2裝配測試078
3.2.3板級測試079
3.2.4整機測試082
3.3電子控制器環境應力篩選試驗084
3.3.1環境應力篩選的定義084
3.3.2環境應力篩選的目的084
3.3.3環境應力篩選機理084
3.3.4環境應力篩選試驗方法085
3.4電子控制器環境試驗087
3.4.1概念087
3.4.2環境試驗的分類087
3.4.3環境試驗實施088
3.5電子控制器電源特性試驗133
3.6電子控制器電磁環境效應試驗138
3.6.1電磁兼容性試驗138
3.6.2高能輻射試驗(HIRF)155
3.6.3雷電瞬態感應敏感度試驗158
3.6.4高空核爆電磁脈沖(HEMP)163
3.6.5高功率微波(HPM)165
3.7電子控制器可靠性試驗170
3.7.1可靠性強化試驗170
3.7.2可靠性增長試驗180
3.7.3可靠性鑒定和驗收試驗188
第4章控制軟件測試
4.1控制軟件研制概述193
4.1.1控制軟件簡介193
4.1.2控制軟件的研發流程194
4.1.3控制軟件測試195
4.2控制軟件測試方法197
4.2.1常用軟件測試方法197
4.2.2控制軟件測試實施208
4.3控制軟件單元測試212
4.3.1控制軟件單元測試目標及意義212
4.3.2控制軟件單元測試實施214
4.3.3通過準則215
4.4控制軟件部件測試215
4.4.1控制軟件部件測試目標及意義215
4.4.2控制軟件部件測試實施215
4.4.3通過準則217
4.5控制軟件系統測試217
4.5.1控制軟件系統測試目標及意義217
4.5.2控制軟件系統測試實施217
4.5.3通過準則221
第5章燃油泵及液壓機械裝置試驗
5.1燃油泵及液壓機械裝置研制概述222
5.1.1燃油泵及液壓機械裝置簡介222
5.1.2燃油泵及液壓機械裝置研制過程222
5.1.3燃油泵及液壓機械裝置試驗概述223
5.2燃油泵及液壓機械裝置元組件試驗223
5.2.1燃油泵及液壓機械裝置元組件試驗概述223
5.2.2燃油泵元組件試驗224
5.2.3液壓機械裝置元組件試驗228
5.3燃油泵及液壓機械裝置功能性能試驗255
5.3.1燃油泵功能性能試驗255
5.3.2燃油計量裝置功能性能試驗260
5.3.3伺服作動裝置功能性能試驗266
5.4燃油泵及液壓機械裝置環境試驗270
5.4.1綜述270
5.4.2振動試驗271
5.4.3高溫試驗275
5.4.4低溫試驗276
5.4.5溫度沖擊試驗278
5.4.6其他環境試驗簡述281
5.5燃油泵及液壓機械裝置壽命試驗282
5.5.1常規壽命試驗282
5.5.2加速壽命試驗284
5.5.3高加速壽命試驗292
5.6燃油泵及液壓機械裝置專項試驗296
5.6.1燃油污染試驗296
5.6.2燃油結冰試驗301
5.6.3燃油泵高空試驗306
5.6.4燃油泵超轉試驗308
5.6.5燃油超溫試驗310
5.6.6耐壓試驗311
5.6.7耐火試驗313
5.6.8葉片飛出沖擊試驗320
第6章傳感器及電氣部件試驗
6.1概述322
6.1.1傳感器概述322
6.1.2電氣部件概述337
6.2傳感器功能性能試驗343
6.2.1轉速傳感器試驗343
6.2.2溫度傳感器試驗347
6.2.3壓力傳感器試驗349
6.2.4位移傳感器試驗352
6.2.5振動傳感器試驗354
6.2.6喘振傳感器試驗356
6.2.7金屬屑末傳感器試驗358
6.3電氣部件功能性能試驗361
6.3.1交流發電機試驗361
6.3.2發動機電纜試驗365
6.3.3繼電器箱試驗371
6.3.4軸流風機試驗372
6.4傳感器及電氣部件環境試驗374
6.4.1低氣壓(高度)試驗375
6.4.2低溫試驗377
6.4.3高溫試驗379
6.4.4溫度沖擊試驗382
6.4.5淋雨試驗383
6.4.6濕熱試驗384
6.4.7霉菌試驗385
6.4.8鹽霧試驗386
6.4.9砂塵試驗388
6.4.10爆炸性大氣試驗390
6.4.11加速度試驗391
6.4.12振動試驗392
6.4.13沖擊試驗395
6.4.14溫度濕度振動高度試驗397
6.4.15流體污染試驗398
6.5傳感器及電氣部件電磁兼容性試驗401
6.5.1電磁兼容基本原理與標準401
6.5.2GJB151B2013相關的電磁兼容試驗項目403
6.5.3雷電防護試驗433
6.6傳感器及電氣部件可靠性、壽命試驗437
6.6.1可靠性研制試驗437
6.6.2可靠性增長試驗440
6.6.3壽命試驗441
6.6.4加速壽命試驗442
6.6.5可靠性強化444
第7章燃油及控制系統綜合試驗
7.1概述456
7.1.1根據發動機控制系統配套層級分級開展456
7.1.2根據控制系統工作環境建立試驗條件457
7.1.3開展試驗頂層策劃提高驗證完整性、減少冗余458
7.2電子控制器硬件在回路仿真測試459
7.2.1概述459
7.2.2試驗目的460
7.2.3基本原理460
7.2.4試驗設備461
7.2.5試驗內容468
7.2.6試驗方法470
7.3燃油與作動子系統綜合試驗473
7.3.1概述473
7.3.2試驗目的474
7.3.3基本原理474
7.3.4試驗設備475
7.3.5試驗內容475
7.3.6試驗方法477
7.4傳感子系統綜合試驗478
7.4.1概述478
7.4.2試驗目的479
7.4.3基本原理479
7.4.4試驗設備480
7.4.5試驗內容480
7.4.6試驗方法481
7.5電氣子系統綜合試驗481
7.5.1概述481
7.5.2試驗目的482
7.5.3基本原理482
7.5.4試驗設備482
7.5.5試驗內容482
7.6控制系統綜合驗證試驗483
7.6.1概述483
7.6.2試驗目的484
7.6.3試驗原理484
7.6.4試驗設備485
7.6.5試驗內容487
7.7控制系統集成交付試驗497
7.7.1概述497
7.7.2試驗目的497
7.7.3試驗原理497
7.7.4試驗設備497
7.7.5試驗內容498
7.8控制系統電磁兼容性試驗498
7.8.1概述498
7.8.2試驗目的499
7.8.3基本原理499
7.8.4試驗設備500
7.8.5試驗內容505
7.9其他試驗508
第8章燃油及控制系統配裝發動機和飛機試驗
8.1控制系統隨發動機地面試車509
8.1.1概述509
8.1.2試驗目的509
8.1.3基本原理510
8.1.4試驗設備510
8.1.5試驗內容511
8.2控制系統隨發動機高空臺試驗514
8.2.1概述514
8.2.2試驗目的514
8.2.3基本原理514
8.2.4試驗設備515
8.2.5試驗內容515
8.3控制系統隨發動機飛行試驗515
8.3.1概述515
8.3.2試驗目的516
8.3.3基本原理516
8.3.4試驗設備517
8.3.5試驗內容517
參考文獻518
渦輪機械與推進系統出版項目 序
“兩機”專項：航空發動機技術出版工程 序
前言
第1章緒論
1.1航空發動機燃油及控制系統簡介001
1.1.1航空發動機控制系統技術內涵001
1.1.2航空發動機控制技術的發展歷程002
1.1.3航空發動機控制系統組成和原理004
1.2航空發動機控制系統工程過程009
1.2.1航空發動機控制系統研制階段009
1.2.2航空發動機控制系統工程過程012
1.2.3民用航空發動機控制系統研制階段與研制過程020
1.3航空發動機控制系統驗證、確認和測試(VVT)的基本概念023
1.4控制系統VVT方法的應用027
第2章控制系統各工程階段的VVT活動
2.1定義階段的VVT活動028
2.1.1確認需求說明028
2.1.2建立需求驗證矩陣029
2.1.3評估概念方案030
2.1.4評估系統研制風險、周期、費用031
2.2設計階段的VVT活動032
2.2.1評估控制系統總體技術方案032
2.2.2評估系統/子系統、部件詳細設計033
2.2.3驗證系統設計和關鍵技術035
2.2.4基于全生命周期需求評估系統設計037
2.3實現階段的VVT活動038
2.3.1評估產品的工藝設計039
2.3.2評估試制前準備工作狀態041
2.3.3零部件、產品測試042
2.3.4電子產品環境應力篩選試驗047
2.3.5產品環境試驗和可靠性試驗047
2.3.6產品質量評審049
2.4集成階段的VVT活動050
2.4.1電子控制器硬件在回路測試050
2.4.2執行子系統的集成測試051
2.4.3控制系統的集成測試052
2.4.4控制系統裝發動機的集成測試052
2.5鑒定階段的VVT活動053
2.5.1制定鑒定試驗方案053
2.5.2編制鑒定試驗大綱054
2.5.3部件和系統鑒定試驗055
2.5.4評估系統可測試性、可維護性和可用性060
2.5.5系統認證和鑒定(C&A)063
2.6生產與使用維護階段VVT活動065
2.6.1生產階段VVT活動065
2.6.2使用與維護階段VVT活動067
2.6.3處置階段的VVT活動068
第3章電子控制器測試和試驗
3.1電子控制器研制概述070
3.1.1電子控制器簡介070
3.1.2電子控制器的研發流程073
3.1.3電子控制器驗證方法074
3.2電子控制器測試概述076
3.2.1元器件篩選測試076
3.2.2裝配測試078
3.2.3板級測試079
3.2.4整機測試082
3.3電子控制器環境應力篩選試驗084
3.3.1環境應力篩選的定義084
3.3.2環境應力篩選的目的084
3.3.3環境應力篩選機理084
3.3.4環境應力篩選試驗方法085
3.4電子控制器環境試驗087
3.4.1概念087
3.4.2環境試驗的分類087
3.4.3環境試驗實施088
3.5電子控制器電源特性試驗133
3.6電子控制器電磁環境效應試驗138
3.6.1電磁兼容性試驗138
3.6.2高能輻射試驗(HIRF)155
3.6.3雷電瞬態感應敏感度試驗158
3.6.4高空核爆電磁脈沖(HEMP)163
3.6.5高功率微波(HPM)165
3.7電子控制器可靠性試驗170
3.7.1可靠性強化試驗170
3.7.2可靠性增長試驗180
3.7.3可靠性鑒定和驗收試驗188
第4章控制軟件測試
4.1控制軟件研制概述193
4.1.1控制軟件簡介193
4.1.2控制軟件的研發流程194
4.1.3控制軟件測試195
4.2控制軟件測試方法197
4.2.1常用軟件測試方法197
4.2.2控制軟件測試實施208
4.3控制軟件單元測試212
4.3.1控制軟件單元測試目標及意義212
4.3.2控制軟件單元測試實施214
4.3.3通過準則215
4.4控制軟件部件測試215
4.4.1控制軟件部件測試目標及意義215
4.4.2控制軟件部件測試實施215
4.4.3通過準則217
4.5控制軟件系統測試217
4.5.1控制軟件系統測試目標及意義217
4.5.2控制軟件系統測試實施217
4.5.3通過準則221
第5章燃油泵及液壓機械裝置試驗
5.1燃油泵及液壓機械裝置研制概述222
5.1.1燃油泵及液壓機械裝置簡介222
5.1.2燃油泵及液壓機械裝置研制過程222
5.1.3燃油泵及液壓機械裝置試驗概述223
5.2燃油泵及液壓機械裝置元組件試驗223
5.2.1燃油泵及液壓機械裝置元組件試驗概述223
5.2.2燃油泵元組件試驗224
5.2.3液壓機械裝置元組件試驗228
5.3燃油泵及液壓機械裝置功能性能試驗255
5.3.1燃油泵功能性能試驗255
5.3.2燃油計量裝置功能性能試驗260
5.3.3伺服作動裝置功能性能試驗266
5.4燃油泵及液壓機械裝置環境試驗270
5.4.1綜述270
5.4.2振動試驗271
5.4.3高溫試驗275
5.4.4低溫試驗276
5.4.5溫度沖擊試驗278
5.4.6其他環境試驗簡述281
5.5燃油泵及液壓機械裝置壽命試驗282
5.5.1常規壽命試驗282
5.5.2加速壽命試驗284
5.5.3高加速壽命試驗292
5.6燃油泵及液壓機械裝置專項試驗296
5.6.1燃油污染試驗296
5.6.2燃油結冰試驗301
5.6.3燃油泵高空試驗306
5.6.4燃油泵超轉試驗308
5.6.5燃油超溫試驗310
5.6.6耐壓試驗311
5.6.7耐火試驗313
5.6.8葉片飛出沖擊試驗320
第6章傳感器及電氣部件試驗
6.1概述322
6.1.1傳感器概述322
6.1.2電氣部件概述337
6.2傳感器功能性能試驗343
6.2.1轉速傳感器試驗343
6.2.2溫度傳感器試驗347
6.2.3壓力傳感器試驗349
6.2.4位移傳感器試驗352
6.2.5振動傳感器試驗354
6.2.6喘振傳感器試驗356
6.2.7金屬屑末傳感器試驗358
6.3電氣部件功能性能試驗361
6.3.1交流發電機試驗361
6.3.2發動機電纜試驗365
6.3.3繼電器箱試驗371
6.3.4軸流風機試驗372
6.4傳感器及電氣部件環境試驗374
6.4.1低氣壓(高度)試驗375
6.4.2低溫試驗377
6.4.3高溫試驗379
6.4.4溫度沖擊試驗382
6.4.5淋雨試驗383
6.4.6濕熱試驗384
6.4.7霉菌試驗385
6.4.8鹽霧試驗386
6.4.9砂塵試驗388
6.4.10爆炸性大氣試驗390
6.4.11加速度試驗391
6.4.12振動試驗392
6.4.13沖擊試驗395
6.4.14溫度濕度振動高度試驗397
6.4.15流體污染試驗398
6.5傳感器及電氣部件電磁兼容性試驗401
6.5.1電磁兼容基本原理與標準401
6.5.2GJB151B2013相關的電磁兼容試驗項目403
6.5.3雷電防護試驗433
6.6傳感器及電氣部件可靠性、壽命試驗437
6.6.1可靠性研制試驗437
6.6.2可靠性增長試驗440
6.6.3壽命試驗441
6.6.4加速壽命試驗442
6.6.5可靠性強化444
第7章燃油及控制系統綜合試驗
7.1概述456
7.1.1根據發動機控制系統配套層級分級開展456
7.1.2根據控制系統工作環境建立試驗條件457
7.1.3開展試驗頂層策劃提高驗證完整性、減少冗余458
7.2電子控制器硬件在回路仿真測試459
7.2.1概述459
7.2.2試驗目的460
7.2.3基本原理460
7.2.4試驗設備461
7.2.5試驗內容468
7.2.6試驗方法470
7.3燃油與作動子系統綜合試驗473
7.3.1概述473
7.3.2試驗目的474
7.3.3基本原理474
7.3.4試驗設備475
7.3.5試驗內容475
7.3.6試驗方法477
7.4傳感子系統綜合試驗478
7.4.1概述478
7.4.2試驗目的479
7.4.3基本原理479
7.4.4試驗設備480
7.4.5試驗內容480
7.4.6試驗方法481
7.5電氣子系統綜合試驗481
7.5.1概述481
7.5.2試驗目的482
7.5.3基本原理482
7.5.4試驗設備482
7.5.5試驗內容482
7.6控制系統綜合驗證試驗483
7.6.1概述483
7.6.2試驗目的484
7.6.3試驗原理484
7.6.4試驗設備485
7.6.5試驗內容487
7.7控制系統集成交付試驗497
7.7.1概述497
7.7.2試驗目的497
7.7.3試驗原理497
7.7.4試驗設備497
7.7.5試驗內容498
7.8控制系統電磁兼容性試驗498
7.8.1概述498
7.8.2試驗目的499
7.8.3基本原理499
7.8.4試驗設備500
7.8.5試驗內容505
7.9其他試驗508
第8章燃油及控制系統配裝發動機和飛機試驗
8.1控制系統隨發動機地面試車509
8.1.1概述509
8.1.2試驗目的509
8.1.3基本原理510
8.1.4試驗設備510
8.1.5試驗內容511
8.2控制系統隨發動機高空臺試驗514
8.2.1概述514
8.2.2試驗目的514
8.2.3基本原理514
8.2.4試驗設備515
8.2.5試驗內容515
8.3控制系統隨發動機飛行試驗515
8.3.1概述515
8.3.2試驗目的516
8.3.3基本原理516
8.3.4試驗設備517
8.3.5試驗內容517
參考文獻518
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航空發動機燃油及控制系統試驗 節選
第1章緒 論 1.1 航空發動機燃油及控制系統簡介 1.1.1 航空發動機控制系統技術內涵 從1903 年萊特兄弟的飛機首次成功飛行至今，在100 多年歷史中，動力飛行器的發展經歷了活塞式內燃機動力和渦輪噴氣發動機動力兩個歷史階段，現代飛機大都使用燃氣渦輪發動機，本書主要研究現代燃氣渦輪發動機的控制系統試驗。 航空燃氣渦輪發動機的控制系統設計所面臨的主要挑戰是發動機的工作范圍非常寬廣，使用工況和環境條件非常惡劣，發動機個體之間存在較大差異并隨使用時間的增加性能逐步衰減，在這種條件下控制系統必須保證發動機穩定可靠的工作。 發動機控制系統是在各種飛行條件下，通過控制燃油流量、幾何位置及邏輯狀態，實現發動機起動、加速、減速、穩態、加力、停車等各種過程和狀態的控制，以優化發動機的性能和適應性。 控制系統中，驅動發動機工作的是計量燃油和由燃油驅動的作動機構，以燃油為工作介質的燃油泵、燃油計量裝置和伺服作動機構是控制系統中的重要部件。因此發動機控制系統一般也稱為燃油及控制系統，本書中所指控制系統即為燃油及控制系統。 為了避免超過發動機氣動、熱力和結構的限制，控制系統應限制發動機關鍵參數，包括喘振及失速裕度保護，轉速、壓力、溫度限制，熄火保護等，以確保發動機的安全性和耐久性。 控制系統必須具備故障檢測、故障診斷、故障隔離、系統重構等功能，以保證控制系統故障安全工作。 控制系統必須具有與飛機通信的功能，以向飛機系統輸送發動機狀態信息，并接收飛機指令，實現飛推綜合控制。 隨著未來先進發動機使用維護要求的提高，控制系統的功能將從發動機控制向發動機管理領域擴展，如發動機故障診斷、發動機健康預測、發動機熱管理等。 發動機控制系統的一般構成如圖1.1 所示，主要由傳感器、控制計算單元、油源及執行機構、控制對象（發動機）組成。 圖1.1 發動機控制系統的一般構成 1.1.2 航空發動機控制技術的發展歷程 航空發動機控制系統經歷了簡單液壓機械控制、復雜的電子液壓機械控制、**代到第三代全權限數字電子控制等發展階段。 1942 年，美國**臺噴氣發動機——GE 公司（通用電氣公司）制造的I A 發動機問世，該發動機采用的是液壓機械控制器，該控制器根據渦輪設定轉速和實際轉速之間的差值按比例地計量進入發動機的燃油流量。1951 年，普惠公司進行了世界首臺雙轉子渦噴發動機J57 的飛行試驗，J57 發動機的主燃油和加力燃油都采用了液壓機械控制。 20 世紀50 年代后，隨著高壓比、高涵道比渦扇發動機技術的發展成熟，發動機控制技術也發展到了可變幾何的控制，即壓氣機靜子葉片的控制、噴管的控制。隨著控制功能的增加，液壓機械控制器越來越復雜。特別是到了20 世紀70 年代后，以美國的F100 發動機及俄羅斯AL 31F 發動機為典型代表的第三代發動機問世，為了發揮發動機的性能，控制計劃和控制功能變得更加復雜，純液壓機械控制器很難滿足要求，因此發展了電子裝置輔助完成監視或控制功能。AL 31F 發動機就采用了電子液壓機械混合控制系統。 盡管液壓機械控制非常可靠，但隨著控制復雜性的增加，其體積和重量越來越大，液壓機械控制很快達到了技術及實用的極限。 20 世紀70 年代后，數字電子控制設備（ECU）的發展提供了更強的監視或控制功能。如果一臺ECU 能根據飛行員的指令控制發動機的整個工作（從起動到停車），就認為具有全權限控制（FADEC）。F100 PW 220 發動機的數字式電子發動機控制（DEEC）是世界首臺進行飛行試驗的全權限數字電子控制系統。 1990～2002 年，雙通道的FADEC 成為噴氣發動機的標準控制系統，雙通道都有自己獨立的傳感器、計算、輸入和輸出單元等，通道之間可以傳遞數據，采用輪轉方式工作，當一個通道工作時，另一個通道處于備份狀態，當工作通道故障時，轉到另一個通道工作。 第二代全權限數控系統融入了先進的算法和控制能力。比**代系統產品擁有更多的輸入輸出量、更強的故障監視能力、更好的機內自測試技術（BIT）和更強的計算能力、更準確的起動等狀態的燃油計量能力。控制系統具備魯棒控制的明顯特征，例如：發動機加減速特性對飛行條件的變化，發動機之間的偏差等因素不敏感，防喘消喘算法能保證在整個工作包線內有可靠的喘振裕度。在發動機超溫或超速時，通過限制器保護發動機。這些控制技術不需要隨著時間變化進行校準和調節，電子控制器還提供大量的診斷數據給發動機和飛機維護系統。 2002 年，裝有第三代全權限數字電子控制系統的F119 發動機開始用于美國空軍*新機種，第三代全權限數字電子控制系統采用雙雙余度系統架構，雙通道的每一個通道都是完全獨立的控制器，采用同時輸出的工作模式，當一個通道故障時，故障通道自動退出控制。每臺控制器有兩個CPU，一個用于控制計算，另一個配置機上自適應發動機模型，采用Kalman 濾波器估算發動機準穩態參數，實現機載發動機流道參數的解析余度和實時自適應優化戰斗機和發動機性能。與第二代FADEC 相比，其控制功能增加了1 倍，采用雙雙余度、實時故障補償等技術，控制系統和發動機的可靠性、安全性和維修性都大大提高，如任務中斷率低于50／106 h，平均非計劃維修間隔時間長于800 h；由于采用改進的診斷與健康管理系統，控制系統和發動機的可維護性明顯改善，工作費用明顯降低。 LEAP 發動機采用*新一代FADEC，在發動機短艙內通過分布式結構實現優化集成，一臺發動機安裝兩個獨立控制器，每個控制器使用雙核P2020 處理器和一個德州儀器的開放式多媒體應用平臺（Open Multimedia Application Platform，OMAP）處理器，共同完成發動機控制和健康管理系統的功能。預測與健康管理（PHM）系統具有控制系統、滑油系統、起動系統、燃油系統、機械系統以及發動機氣路性能的健康監視功能，并能更準確高效地預測潛在故障。 未來航空發動機控制系統將向主動控制、智能控制、分布控制和減輕控制系統重量的方向發展，將發展機載實時的發動機模型，采用先進的控制邏輯和設計方法，并且發動機狀態監視系統將與發動機控制系統實現更好地融合。通過采用電能驅動的燃油泵、作動器系統和先進的電子硬件，提高FADEC 系統硬件的可靠性；通過采用先進的控制邏輯和設計方法，并與其他機載系統（進氣道控制系統、飛控系統、火控系統等）相綜合，獲得更好的系統性能和控制品質；同時，提高控制系統的壽命，以降低系統的研制和使用成本。 1.1.3 航空發動機控制系統組成和原理圖 1.1 介紹了航空發動機控制系統的一般構成，從1.1.2 節中介紹的航空發動機控制系統的發展可以知道，航空發動機控制系統有兩種典型形態，一種是液壓機械控制系統，另一種是全權限數字電子控制系統。燃油泵和執行機構部分兩種形態基本是相同的，計算單元和傳感器都采用液壓機械裝置，則是液壓機械控制系統；計算單元采用電子計算機、相應傳感器采用電信號輸出的，則是全權限數字電子控制系統。兩種系統分別簡介如下。 1. 液壓機械控制系統 一般來說液壓機械控制系統主要由增壓泵、主燃油泵、加力燃油泵、噴口油源泵、主燃油調節器、加力燃油調節器、導葉調節器、噴口調節器、主燃油分布器、加力燃油分布器等部分組成，根據發動機類型的不同其組成也不盡相同，如民用渦扇發動機和渦軸發動機是沒有加力和噴口的，因此沒有加力和噴口調節器。這些液壓機械裝置，經常會組合在一起，形成一個產品。例如，主泵、主燃油調節器、導葉調節器常常組合成主泵調節器，加力泵、加力燃油調節器、噴口調節器常常組合成加力噴口調節器。 圖1.2 是某型發動機主燃油調節器原理圖，主要包括柱塞泵、恒量供油調節器、帶有軟反饋的轉速調節器、升壓限制器、液壓延遲器和自動起動器等。泵由發動機高壓轉子驅動，轉速調節器感受發動機低壓轉子轉速。主燃油調節系統保證發動機起動、加速、減速和穩態工作。 發動機主燃油系統為閉環轉速調節系統。發動機轉速調節分兩段：當油門桿角度小于自動調節開始轉速所對應的角度時為手控區。由恒量供油調節器保持供油量與油門開關開度相對應，不隨飛行條件變化。當油門桿角度超過自動調節角度時為自動調節工作區。恒量供油調節器退出工作，由帶有軟反饋的轉速調節器感受低壓轉子轉速，比較低壓轉子轉速和油門桿對應的轉速設定值后，經相關計算和執行機構工作改變主燃油流量，保證發動機低壓轉子轉速跟隨設定值。當油門桿處于停車位置時，油門開關切斷供油路。 以轉速控制為例來說明其具體工作原理。轉速自動調節器主要包括感受低壓轉子轉速的離心式轉速傳感器（即離心配重）、旋轉的分油活門、分油活門彈簧、隨動活塞、回輸活塞反向活門（此活門經杠桿與回輸套筒相連接）和中腔層板等元組件。原理圖上的調節器處于均衡位置，離心配重產生的軸向力和分油活門左端的彈簧力相平衡，此時中腔既不與反向活門進油路相通，也不與放油路相通。當轉速降低時，離心配重產生的離心力減小，分油活門失去力平衡，向右移動，引起控油口流通截面改變，活塞后腔油壓增大，前腔油壓降低，驅動斜盤往增加供油量的方向移動，供油量增加，發動機轉速隨之增加。當轉速逐漸增加到設定的轉速后，調節器達到新的平衡。當轉速增大時，將出現類似的調節過程，只是方向相反而已。 從圖1.2 和轉速控制的工作原理可以看到，液壓機械調節器是非常復雜的，由泵、各種活門、杠桿、齒輪齒條、離心飛重等元件協同工作，才能完成控制功能。元件性能的偏差、裝配的偏差等因素都會影響控制性能，甚至無法正常工作，因此，元件、組件、部件的測試和試驗是一項很重要的工作。 圖1.2 主泵調節器原理圖 2. 全權限數字電子控制系統 全權限數字電子控制系統的構成與發動機類型相關，帶加力的渦扇發動機構成較為復雜，以此為例進行說明。圖1.3 是典型帶矢量噴管加力渦扇發動機控制系統組成原理示意圖，主要由電子控制器、各類傳感器、發動機診斷器、主燃油泵、組合伺服燃油泵、主燃油機械液壓裝置、加力噴口控制裝置、增壓放油閥、射流點火裝置、除水閥、導葉控制裝置、導葉作動筒、矢量噴管作動器、噴口作動筒、防冰控制裝置、引氣轉換裝置、電纜組件等組成。
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