近日微谓,我國自主研制的大型客機發(fā)動機驗證機(CJ-1000AX)首臺整機在上海點火成功森篷,核心機轉(zhuǎn)速最高達到6600rpm。
中國航發(fā)商發(fā)負(fù)責(zé)承擔(dān)CJ-1000AX研制工作堰酿,自2017年12月首臺整機完成裝配以來疾宏,克服了調(diào)試帶來的諸多困難张足,于2018年3月30日在上海臨港總裝試車臺完成了全部調(diào)試工作,并通過了試驗前評審坎藐。落實專家代表提出的各項意見建議后为牍,近日首次點火一次成功,初步驗證了各部件及相關(guān)系統(tǒng)的功能和匹配性岩馍,后續(xù)將開展發(fā)動機整機初步性能摸底試驗碉咆。
據(jù)@新華視點 20日消息,航空發(fā)動機被譽為制造業(yè)領(lǐng)域“皇冠上的明珠”浇沧,研制技術(shù)難度大盆篡、風(fēng)險高、投入多坏扣、周期長春异。商用航空發(fā)動機已成為中國大飛機產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待突破的瓶頸。
2016年12月则徒,中國航發(fā)商發(fā)與中國商用飛機有限責(zé)任公司簽訂C919飛機系列動力裝置意向書氛坪,被正式確認(rèn)為C919飛機國內(nèi)動力裝置提供商。同月冠幕,中國航發(fā)商發(fā)與中國民用航空適航審定中心簽署合作框架協(xié)議骡侮,于2017年4月向中國民用航空適航審定中心遞交了為國產(chǎn)大飛機配套的唯一國產(chǎn)動力CJ-1000A項目適航工作聯(lián)系函。
中國航發(fā)商發(fā)遵循“主制造商-供應(yīng)商”研制模式雇蚁,積極拓展國內(nèi)外供應(yīng)商資源網(wǎng)絡(luò)束沼,依托中國航空研究院上海分院構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新體系,目前已有110多家全球合作伙伴參與中國商用航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)讥高,涉及產(chǎn)品研發(fā)揣誓、制造、原材料以及試驗測試等領(lǐng)域巾陕。
據(jù)悉盏混,此次CJ1000AX發(fā)動機的點火對我國來說意義就在于此,在CJ1000AX發(fā)動機點火以前惜论,我國沒有研發(fā)一款類似裝備,因此根本無法研發(fā)大型動力止喷,這就是CJ1000AX的最重要意義馆类,當(dāng)然,這款發(fā)動機目前對于我空軍來說也非常重要弹谁,達到135千牛推力的發(fā)動機2臺可以保證80噸級的運輸機使用乾巧,而4臺發(fā)動機可以替換在運20上使用的D30型發(fā)動機,保證運20戰(zhàn)機的產(chǎn)量预愤,雖然民用發(fā)動機相對于軍用發(fā)動機實際上有一些不足沟于,但暫時對于我空軍來說最重要的其實是數(shù)量問題咳胃,運20目前產(chǎn)量就受著發(fā)動機的限制,一旦發(fā)動機不成問題旷太,運20的產(chǎn)量可以得到極大提升展懈。CJ1000AX發(fā)動機對于我空軍來說的意義是非常大的,隨著這種先進發(fā)動機在我國服役祟勿,我國已經(jīng)完整擁有了制造大型遠程客機以及先進大涵道比發(fā)動機的能力停柬。
航空發(fā)動機起動與點火是咋回事?
航空發(fā)動機在進入工作狀態(tài)前還有一個起動過程耀旅, 其過程有兩種:地面起動和空中起動盯糠。地面起動即發(fā)動機在地面從靜止的停車狀態(tài)加速到慢車狀態(tài)的過程;空中起動即發(fā)動機空中停車再點火起動加速到慢車狀態(tài)的過程傅女。除沖壓發(fā)動機外洁揽,活塞式發(fā)動機和燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的地面起動都需要起動源和點火系統(tǒng),也就是說發(fā)動機在進入慢車轉(zhuǎn)速以前必須有動力源帶動原酷, 因為這個時候沒有空氣流過發(fā)動機杉轿,如果向汽缸或燃燒室噴油點火只能將發(fā)動機燒壞而不會轉(zhuǎn)動起來,只有達到一定轉(zhuǎn)速后学虑,氣缸或燃燒室內(nèi)的氣流才能建立其穩(wěn)定燃燒所需要的氣流壓力和溫度段辈。空中起動是依靠轉(zhuǎn)子在高空飛行時感受沖壓動力欲炉,利用轉(zhuǎn)子的風(fēng)車自傳功能憾宅,直接向燃燒室噴油點火;在發(fā)動機轉(zhuǎn)子初速度不夠時(小于發(fā)動機滿轉(zhuǎn)速的15%)可以借助俯沖來提高發(fā)動機核心機的轉(zhuǎn)速而實現(xiàn)點火起動愧捕。
近距離探視航空渦噴發(fā)動機點火試車測試
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世界上最大的商用航空發(fā)動機GE9X奢驯,點火開始整機地面測試
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航空發(fā)動機點火系統(tǒng)
活塞式發(fā)動機
活塞式發(fā)動機的點火系統(tǒng)由磁電機、電嘴次绘、燃油噴嘴(汽化器噴嘴和直噴)組成瘪阁。活塞式發(fā)動機的點火能量來自磁電機邮偎,它通過一個分配器把電脈沖送給發(fā)動機各個汽缸的火花塞管跺。
燃?xì)鉁u輪發(fā)動機
所有燃?xì)鉁u輪發(fā)動機都采用高能點火裝置,而且總是裝備雙套系統(tǒng)禾进。點火系統(tǒng)的功用:產(chǎn)生電火花豁跑,點燃混合氣。由電源泻云、高能點火器艇拍、高壓導(dǎo)線、點火電嘴宠纯、起動噴嘴等組成卸夕。
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先進技術(shù)介紹
新型燃油噴嘴
1.大調(diào)解比燃油噴嘴
這種燃油噴嘴能提高燃油噴霧均勻性层释,使燃油溫度保持在可接受的范圍之內(nèi),此為單通道噴嘴采用了回油技術(shù)讨拷。與傳統(tǒng)噴嘴相比馅拗,能提高低油壓下燃油霧化率,使點火燃油量減半姨痊,從而將噴嘴的調(diào)節(jié)比提高一倍仓疯。回流能保證燃油不斷地高速運動购狈,達到冷卻噴嘴的目的魂欺。
2.泡沫噴嘴
它是將少量的空氣, 約為燃油流量的1%杂猾, 在噴射之前與燃油混合虏绑。當(dāng)油-氣混合物噴射入燃燒室后,空氣膨脹签子,將燃油破碎成小顆粒就壳。這種燃油噴嘴的一個最有用的特性是顆粒尺寸不是燃油噴射孔直徑的函數(shù),因而允許使用大孔徑的噴射孔缺西,容污性更好涤伐。實驗證明,這種泡沫噴嘴比傳統(tǒng)噴嘴性能提5%∽10%缨称。
起動/發(fā)電裝置
1.交流變頻起動/發(fā)電機技術(shù)
羅·羅發(fā)動機公司的遄達1000 發(fā)動機均裝備兩臺發(fā)電機/235VAC凝果,稱作變頻起動/發(fā)電機(VFSG),它們直接與發(fā)動機齒輪箱相連睦尽。它們之所以被稱作“變頻”器净,是因為他們產(chǎn)生的頻率與發(fā)動機的速度成比例。當(dāng)發(fā)動機運行時当凡,變頻起動/發(fā)電機是主電源山害。在遄達1000發(fā)動機附件傳動裝置中, 起動/發(fā)動機通過帶自動離合器(超越離合器)的雙軸傳動裝置沿量,與中壓轉(zhuǎn)子及高壓轉(zhuǎn)子連接浪慌。驅(qū)動裝高壓轉(zhuǎn)子傳動軸上的從動輪,從而使起動/發(fā)電機驅(qū)動高壓轉(zhuǎn)子朴则。當(dāng)發(fā)動機起動后眷射, 高壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速很快增大; 當(dāng)達到慢車轉(zhuǎn)速時離合器自動脫閘佛掖,起動/發(fā)動機與高壓轉(zhuǎn)子分離,此時季距,中壓轉(zhuǎn)子驅(qū)動起動/發(fā)電機發(fā)電虚蹋。起動電源來自輔助動力裝置的相同功率電源荞亩。輔助動力裝置起動/發(fā)電機從專用電池(或地面電源)中提取電力,用于起動輔助動力裝置抄娜。
2.內(nèi)裝式整體起動/發(fā)電機技術(shù)
通用電氣公司在F110-129 發(fā)動機上安裝了內(nèi)裝式整體起動/發(fā)電機驾腕,內(nèi)裝式整體起動/發(fā)電機直接置于發(fā)動機主軸上,即起動/發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組直接繞在發(fā)動機主軸上砂彻,而靜止繞組鑲嵌在對應(yīng)的發(fā)動機靜止結(jié)構(gòu)內(nèi)陷今。其主要優(yōu)點:1.取消了功率提取軸和減速器,可減小發(fā)動機重量和迎風(fēng)面積搪狗。2.所產(chǎn)生的電功率由兩個以上的發(fā)動機轉(zhuǎn)子承擔(dān)吻毅,可以重新優(yōu)化燃?xì)獍l(fā)生器的設(shè)計,有利于控制喘振和擴大空中點火包線跛究,改善發(fā)動機適用性妆墩。3.以獲得大的功率和電力,可以高達數(shù)兆瓦重虑。4.采用了主動磁懸浮軸承技術(shù)践付,取消潤滑系統(tǒng)。
開關(guān)磁阻式無刷直流起動/發(fā)電機技術(shù)
普惠F119 發(fā)動機安裝270V 的開關(guān)磁阻式無刷直流起動/發(fā)電機缺厉,其高速運轉(zhuǎn)易于提高功率密度永高、減小體積,電源效率高達90 %以上提针,發(fā)電時還可以吸收系統(tǒng)回饋的能量命爬,且可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單关贵、配電電網(wǎng)重量輕遇骑、易于實現(xiàn)余度供電及不間斷供電。
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點火技術(shù)
激光點火技術(shù)
就是利用激光點燃主發(fā)動機燃料的技術(shù)揖曾,其工作過程是發(fā)動機需要工作時落萎,用激光照射拋物線形噴嘴,在激光匯聚的地方形成點火區(qū)域炭剪,點燃主發(fā)動機燃料练链。為驗證這一技術(shù),俄羅斯專家使用波長為762納米的固態(tài)釹激光連續(xù)照射普通長度發(fā)動機的燃燒室奴拦,激活燃燒室內(nèi)的氧分子颖倾,使燃燒室內(nèi)的混合燃料在低溫條件下實現(xiàn)加速燃燒,即爆震燃燒天库。這種技術(shù)實際上是通過降低燃料的燃燒溫度才褂,從而大大提高了燃料的燃燒率,使燃燒室長度普通的發(fā)動機也可以實現(xiàn)超音速飛行的推力都泥。從而使普通發(fā)動機達到超音速飛行燃?xì)鉁u輪起動機推力成為可能详贿。激光點火能有效控制點火時間和點火強度活益,因此能準(zhǔn)確控制點火時刻,并且容易實現(xiàn)電控权惊。
等離子流點火技術(shù)
等離子流點火技術(shù)是當(dāng)今世界上一項比較先進的行之有效的化學(xué)燃料燃燒點火技術(shù)漫窑。等離子點火系統(tǒng)主要由電源和火花塞組成,兩者以高壓屏蔽電纜連接抹播,帶有屏蔽彎頭和連接接頭榴栏,分為單通道和雙通道兩種結(jié)構(gòu)形式。交流電經(jīng)過升壓痒拧、整流泌绩。高電壓脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的高電壓施加到火花塞的電極上∶喙溃空氣常態(tài)時呈電中性炎疆,當(dāng)受到外界因素作用時,就發(fā)生電離而導(dǎo)電国裳。在等離子點火系統(tǒng)中形入,電離主要以熱電離和電場電離為主。電離產(chǎn)生的自由電荷受通道約束時缝左,由于機械壓縮效應(yīng)亿遂,電弧能量密度加大∶焐迹空氣從電極間引入與電弧接觸蛇数。氣體被加熱到等離子溫度,進一步提高弧柱的能量密度是越,具有熱壓縮效應(yīng)耳舅。以上兩種效應(yīng)的結(jié)果形成高能的等離子流,高速噴入燃料霧化錐中倚评,完成點火功能浦徊。
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