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摘要：航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)功能的有效發(fā)揮有著十分關(guān)鍵的作用，航空發(fā)動(dòng)機(jī)自身性能的高低直接影響著飛機(jī)的整體性能，因此，必須要加強(qiáng)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的研究，明確航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的客觀要求以及航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制發(fā)展的相關(guān)趨勢(shì)，從而可以為未來(lái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展提供有效參考。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)；控制；發(fā)展趨勢(shì)

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展和控制技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步。對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的控制技術(shù)的要求越來(lái)越高，飛機(jī)行業(yè)要想獲得持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展，要求航空發(fā)動(dòng)機(jī)具備高性能和良好的續(xù)航能力，要求先進(jìn)飛機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)能夠保持良好的靈活性、較長(zhǎng)的使用壽命、較低的燃油消耗以及高的推重比，這也會(huì)增加航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制和調(diào)節(jié)的壓力。發(fā)動(dòng)機(jī)可調(diào)部件的控制必須要按照一定的原則和飛機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作要求來(lái)開(kāi)展，才能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的有效保護(hù)，因此，需要加強(qiáng)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)以及發(fā)展技術(shù)的探究。

1當(dāng)前航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制的現(xiàn)狀

1.1自動(dòng)化程度不足

從當(dāng)前航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，雖然已經(jīng)普遍普及了數(shù)字化控制設(shè)備以及數(shù)字化控制技術(shù)，但是自動(dòng)化和智能化的程度仍然不足。數(shù)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)往往與數(shù)控機(jī)床緊密聯(lián)系到一起，我國(guó)當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的七成以上都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工，但是還有相當(dāng)一部分的普通設(shè)備主要考慮的是加工能力、加工類型以及設(shè)備利用率等相關(guān)問(wèn)題，并沒(méi)有結(jié)合數(shù)控技術(shù)進(jìn)行加工。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，數(shù)控設(shè)備必然會(huì)替代原有的普通設(shè)備，提高零件的加工能力和加工質(zhì)量。我國(guó)當(dāng)前數(shù)控設(shè)備自動(dòng)化的控制程度與歐美先進(jìn)制造企業(yè)相比仍然存在較大的差距，對(duì)人力的需求量較高。數(shù)控加工的過(guò)程往往還需要涉及人員的操作，比如在數(shù)控加工過(guò)程中零件裝夾、換刀以及零件加工的過(guò)程中，需要大量人力的參與。一些國(guó)外知名的發(fā)動(dòng)機(jī)公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了零部件加工過(guò)程高度的自動(dòng)化和智能化，基本可以實(shí)現(xiàn)全生產(chǎn)線無(wú)人干預(yù)[1]。

1.2缺乏成熟度較高的關(guān)鍵技術(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)控技術(shù)包含各種各樣的加工方式，既包括傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式，又包括電化學(xué)加工方式、電火花加工方式以及激光加工方式等現(xiàn)代化的加工方式，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展使得航空發(fā)動(dòng)機(jī)的加工和控制技術(shù)獲得了持續(xù)的提升，發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的制造到裝配的生命全周期都離不開(kāi)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，但是我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)在一些高新技術(shù)的掌握方面仍然存在一定的問(wèn)題，關(guān)鍵技術(shù)的成熟度不足，難以有效應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的制作以及控制過(guò)程中。還有很多技術(shù)在拓展應(yīng)用的過(guò)程中存在很多的故障，例如動(dòng)態(tài)綜合補(bǔ)償技術(shù)、高速鋼筋運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、智能化技術(shù)等[2]。

1.3自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的持續(xù)上升使得人們對(duì)于交通出行的要求越來(lái)越高，飛機(jī)的設(shè)計(jì)更加趨向于具有經(jīng)濟(jì)可承受性的遠(yuǎn)程、多用途以及全天候的特征，這也給發(fā)動(dòng)機(jī)的功能和設(shè)計(jì)提出了更高的要求。不僅需要發(fā)動(dòng)機(jī)具備更高的推重比，而且需要發(fā)動(dòng)機(jī)保持亞音速巡航所需要的巡航效率以及低的油耗。為了有效解決航空飛機(jī)所需要具備的大推力、低油耗以及隱身性能的難題，自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于航空飛機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，通過(guò)改變發(fā)動(dòng)機(jī)的一些零件的幾何形狀位置以及尺寸改變自身的熱力循環(huán)系統(tǒng)，顯著降低多種任務(wù)模式下的綜合油耗，提高氣流利用率并減小溢流阻力，從而可以有效改變發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)熱狀態(tài)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行性能，大幅增加發(fā)動(dòng)機(jī)的續(xù)航范圍和續(xù)航時(shí)間，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的靈活性[3]。

2航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制發(fā)展趨勢(shì)

2.1高速切削技術(shù)

最近幾年來(lái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)越來(lái)越多，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的性能獲得了持續(xù)的提升，相應(yīng)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)各種零部件的精密度設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和信息時(shí)代的全面到來(lái)，各種各樣的新技術(shù)、新材料和新科技逐漸應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，這也對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制技術(shù)提出了較高的要求。未來(lái)數(shù)控加工技術(shù)必須要能夠結(jié)合航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)的客觀要求優(yōu)化和升級(jí)，實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)的穩(wěn)定進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)良好的加工效率以及較高的表面質(zhì)量。與常規(guī)切削技術(shù)相比，高速切削技術(shù)能夠減少加工時(shí)間，提高切削速度和材料的去除率，減少切削所應(yīng)用的剪切力，從而能夠有效避免零件由于溫度上升而造成的熱變形和熱膨脹問(wèn)題。廣泛應(yīng)用于復(fù)雜薄壁零件和細(xì)長(zhǎng)零件的加工和設(shè)計(jì)過(guò)程中。高速切削技術(shù)的有效實(shí)現(xiàn)需要依賴于高速切削機(jī)床，一般情況下主軸轉(zhuǎn)速超過(guò)一萬(wàn)兩千轉(zhuǎn)每分的機(jī)床稱之為高速機(jī)床。目前高速切削技術(shù)的應(yīng)用范圍仍然比較狹窄，主要是由于高速切削技術(shù)對(duì)設(shè)備以及零件的要求較高造成的，在未來(lái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制發(fā)展的過(guò)程中，高速切削技術(shù)的有效應(yīng)用可以降低加工成本，提高加工質(zhì)量和加工效率。高速切削廣泛用于微小零件和薄壁件的加工過(guò)程中，能夠盡可能的減少后續(xù)所需要的拋光以及打磨等修整環(huán)節(jié)，直接獲得較高的表面質(zhì)量，縮短零件的加工時(shí)間[4]。

2.2先進(jìn)的部件技術(shù)

當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的重量占發(fā)動(dòng)機(jī)整體重量的20%左右，要想有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的重量，必須要加強(qiáng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)重量的控制，控制系統(tǒng)重量的主要來(lái)源為變速箱油泵、計(jì)量部件、電連接器、電器配件以及外罩等。各種各樣新材料的不斷研發(fā)使得控制系統(tǒng)的減重成為了可能，可以通過(guò)使用強(qiáng)度較高、重量較輕的復(fù)合材料部件，減輕原有發(fā)動(dòng)機(jī)金屬材料的重量。金屬導(dǎo)線改為使用光纖電纜來(lái)代替，應(yīng)用電自動(dòng)契合電動(dòng)泵減少傳動(dòng)件以及金屬導(dǎo)管的重量。油泵重量減輕的主要途徑是通過(guò)使用復(fù)合材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。可以使用的復(fù)合材料，包括強(qiáng)度較高、耐高溫的環(huán)氧樹(shù)酯以及具有良好抗老化性、耐火耐高溫的聚酰亞胺，耐高溫的熱塑性材料、聚醚酮等。

2.3發(fā)動(dòng)機(jī)智能控制系統(tǒng)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)自適應(yīng)控制系統(tǒng)有著良好的發(fā)展前景，能夠有效提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推力，減少航空發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油率。由于發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)都采取了數(shù)字電子控制技術(shù)，這也使得推進(jìn)和飛行控制一體化成為了可能，可以通過(guò)研究出一種綜合系統(tǒng)控制的方法，實(shí)現(xiàn)飛機(jī)最佳性能的控制與設(shè)計(jì)。發(fā)動(dòng)機(jī)智能控制系統(tǒng)的研究將原有的控制系統(tǒng)的功能拓展為智能的系統(tǒng)，極大地提升了飛機(jī)和推進(jìn)系統(tǒng)的性能，顯著提高了發(fā)動(dòng)機(jī)用的可維護(hù)性和可靠性。其次，智能化技術(shù)也能夠加快航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)具有多調(diào)節(jié)變量以及多控制模式的特征，需要新的燃油泵系統(tǒng)、新型執(zhí)行機(jī)構(gòu)、新型傳感器、先進(jìn)電子硬件等相關(guān)控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。人工智能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使得自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的研制將會(huì)進(jìn)一步朝向智能化和人工系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，融合傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，真正展現(xiàn)自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)異性能以及自適應(yīng)特征，為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的持續(xù)安全運(yùn)行提供良好的條件。

3結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展以及優(yōu)化對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的可持續(xù)進(jìn)步具有至關(guān)重要的作用。因此，必須要加強(qiáng)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的重視，明確當(dāng)前和發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)存在的問(wèn)題和不足，并采取針對(duì)性的措施進(jìn)行解決，了解航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制的發(fā)展趨勢(shì)，促進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐樹(shù)群.數(shù)控技術(shù)的進(jìn)展及我國(guó)數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].科技視界，2018（2）：214.

[2]李琳，陳宏鑫.數(shù)控技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊，2018（9）：85.

[3]李可.我國(guó)數(shù)控技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].中小企業(yè)管理與科技，2018（12）：251.

[4]韓淑敏.特種加工的幾種方法介紹[J].煤礦機(jī)械，2019（6）：116.

作者：過(guò)雨湫 單位：中國(guó)航發(fā)控制系統(tǒng)研究所