[發(fā)明專利]一種輔助動力裝置進氣門控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010461020.4
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111645866B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張寶升;楊恒輝;王超;王浩;徐杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司西安航空計算技術(shù)研究所
• 主分類號: B64D31/00
• 分類號: B64D31/00;B64D33/02;B64D41/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 汪海艷

本發(fā)明屬于輔助動力裝置控制領(lǐng)域，尤其涉及一種輔助動力裝置進氣門控制系統(tǒng)及方法，克服在空中狀態(tài)下，由于高馬赫數(shù)及較低的APU進口壓力導(dǎo)致的進入APU的氣流極不穩(wěn)定，從而造成APU點火不成功的問題，本發(fā)明中，當(dāng)駕駛艙的“APU主開關(guān)”被按下時，ECU通電，在地面狀態(tài)下，在收到APU起動指令后，也是直接將進氣門全開，然后起動APU。但在空中狀態(tài)下，ECU會按照預(yù)定的與飛行馬赫數(shù)、APU轉(zhuǎn)速、APU進口壓力的函數(shù)關(guān)系f(Ma,N,P2)將進氣門逐漸打開，使得進入APU的氣流相對穩(wěn)定。本發(fā)明不僅可以準(zhǔn)確控制APU進氣門的打開或關(guān)閉，還可以控制打開的開度，進而調(diào)節(jié)進入APU燃燒室的進氣量并顯著提高APU點火成功率，可應(yīng)用于飛行包線寬、使用工況復(fù)雜的APU進氣門控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于輔助動力裝置控制領(lǐng)域，涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動機，尤其是輔助動力裝置進氣門的控制。

背景技術(shù)

輔助動力裝置(Auxiliary?Power?Unit，簡稱APU)是飛機的輔助動力源，其核心單元是一臺小型離心式燃?xì)鉁u輪發(fā)動機。主要用于為飛機主發(fā)動機的起動及環(huán)控系統(tǒng)提供引氣，并可通過附件齒輪箱為飛機發(fā)電系統(tǒng)提供軸功率。當(dāng)飛機在地面時，APU可替代笨重的氣源車和電源車；在飛機起飛過程中，使用APU，可使主發(fā)動機的功率全部用于加速爬升，以改善飛機起飛性能；飛機著陸后，使用APU，主發(fā)動機便可關(guān)閉，以節(jié)省燃油和降低機場噪音。因此現(xiàn)代大中型飛機全都配備有APU。

APU進氣門的作用為：一是可在APU不工作時阻止異物進入進氣道，防止APU在運行時吸入異物從而造成破壞性損傷；二是通過開度可控制進入APU燃燒室的進氣量，以獲得最優(yōu)的點火條件，最大限度地提高點火成功率。

APU進氣門控制系統(tǒng)包括APU電子控制器(簡稱ECU)和進氣門作動機構(gòu)，用于在地面和空中時控制APU進氣門的打開和關(guān)閉。ECU根據(jù)APU的運行模式，發(fā)出進氣門打開或關(guān)閉指令，作動機構(gòu)按指令完成操作，并實時反饋進氣門狀態(tài)及位置信息，從而完成對進氣門的閉環(huán)控制。

APU進氣門控制是APU控制的一項重要功能，若進氣門未打開時起動APU，輕則起動不成功，重則引起APU超溫、喘振等，對APU造成嚴(yán)重?fù)p傷。通常控制方法為：當(dāng)駕駛艙的“APU主開關(guān)”被按下時，ECU通電，在收到APU起動指令后，直接將進氣門全開，然后起動APU。在地面狀態(tài)下，該控制方法可行；在空中狀態(tài)下，尤其在高空7km左右，高馬赫數(shù)及較低的APU進口壓力會導(dǎo)致進入APU的氣流極不穩(wěn)定，若進氣門全開，猛烈氣流會造成APU點火不成功，使得起動成功率降低，影響飛機的飛行安全。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種新的輔助動力裝置進氣門控制方法，以克服在空中狀態(tài)下，由于高馬赫數(shù)及較低的APU進口壓力導(dǎo)致的進入APU的氣流極不穩(wěn)定，從而造成APU點火不成功的問題，本發(fā)明中，當(dāng)駕駛艙的“APU主開關(guān)”被按下時，ECU通電，在地面狀態(tài)下，在收到APU起動指令后，也是直接將進氣門全開，然后起動APU。但在空中狀態(tài)下，ECU會按照預(yù)定的與飛行馬赫數(shù)、APU轉(zhuǎn)速、APU進口壓力的函數(shù)關(guān)系f(Ma,N,P2)將進氣門逐漸打開，使得進入APU的氣流相對穩(wěn)定，有利于點火，也有利于APU穩(wěn)定運行，防止APU熄火。方法簡單，可靠性高。

本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種輔助動力裝置進氣門控制系統(tǒng)，包括APU電子控制器及進氣門作動機構(gòu)；

其特殊之處在于：

所述進氣門作動機構(gòu)包括電機、作動連桿機構(gòu)及位置傳感器；所述電機用于按APU電子控制器輸出的控制指令通過作動連桿機構(gòu)控制進氣門位置；所述位置傳感器用于采集進氣門位置信號并實時反饋進氣門實時位置信號至APU電子控制器；

所述APU電子控制器包括CPU、打開驅(qū)動電路、關(guān)閉驅(qū)動電路及位置信號解碼電路；