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国外涡桨发动机控制技术的发展

陈怀荣;王曦

【摘要】Developmentsituationofturbopropengineinwesterncountries

wasoverviewed,andseveralkeytechnologiesrelatedwiththecontrol

systemofturbopropenginewereanalyzed,includingworkingparameters,

features,performance,propellermodel,designmethodofcontrolsystem,

faultdiagnosistechnologyofdifferenttypesofturbopropenginesandso

on.Theadaptivefuelcontrollogicandimplementationmethodofthe

hydro-mechanicalcontrolsystemofGarretearlyYT76singlespool

turbopropengineweremainlyanalyzed.Inaddition,thedevelopment

processofPrattWhitneyCanadathree-spoolturbopropenginefromthe

firstgenerationofsupervisorydigitalelectroniccontrolwithmechanical

backupsystemofPW120enginetothedualchannelfullauthoritydigital

eletroniccontrolsystemofPW150enginewasselectiveanalyzed.These

effortsareintendedtoprovideaclearideaforthetechnological

developmentofdomesticturbopropenginecontrolsystem.%概述了国外涡

桨发动机的发展状况，分析了涡桨发动机控制系统相关的若干关键技术，包括不同

类别涡桨发动机的工作参数、特点、性能、螺旋桨模型、控制系统设计方法、故障

诊断技术等。主要剖析了早期的Garret公司YT76单轴涡桨发动机液压机械控制

系统的自适应燃油控制逻辑、实现方法，此外，对PW加拿大公司3轴涡桨发动

机从第1代具有监控功能的数字电子控制系统及液压机械备份PW120发动机控制

系统到具有双通道全权限数字电子控制功能的PW150发动机控制系统的发展历程

进行了重点分析，旨在为国内涡桨发动机控制系统的技术发展提供1条清晰的思

路。

【期刊名称】《航空发动机》

【年(卷),期】2016(042)006

【总页数】9页(P9-17)

【关键词】涡桨发动机;螺旋桨模型;控制系统;故障诊断;自适应燃油控制

【作者】陈怀荣;王曦

【作者单位】北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100191;北京航空航

天大学能源与动力工程学院，北京100191

【正文语种】中文

【中图分类】V233.7

涡轮螺旋桨（简称涡桨）发动机是1种主要依靠螺旋桨产生的拉力或推力驱动飞

机的航空动力装置，具有耗油率低、单位功率大、起飞推力大、推进效率高、对飞

机场要求低、使用成本低等优点，在军用中小型运输机、民用支线客机和通用飞机

等领域有着广泛的应用前景。随着螺旋桨设计、制造技术的进步，涡桨飞机在高亚

声速飞行时的耗油率进一步降低，推进效率大大提高，涡桨发动机因此被誉为“明

天的绿色动力”[1]。飞机对发动机性能要求不断提高，现代控制理论日趋完善，

健康管理技术有了长足发展，涡桨发动机控制系统也由液压机械式控制系统发展到

全权限数字电子控制(FullAuthorityDigitalElectronicControl，简称FADEC)系

统。传统的涡桨发动机控制系统采用将发动机控制系统和螺旋桨控制系统分开设计

的方式，而由欧洲国际涡轮螺旋桨发动机股份有限公司(EPI)研制出的TP400-D6

涡桨