文章摘要:当前航空发动机应用的起动系统主要有三类:电起动系统、燃气涡轮起动系统和空气涡轮起动系统。在小功率的飞行动力装置上,需要的起动功率较小,一般采用电起动机的形式带动主发动机起动,随着对发动机性能的进一步需求,电动机无法提供足够的功率来带动发动机,采用气源代替电源的方式起动发动机。本文的主要研究对象是空气涡轮起动系统,其适用于绝大多数大型民用飞机和部分军用飞机,系统主要由三部分构成:辅助动力装置（APU）、引气管路以及空气涡轮起动机（ATS）,其工作过程是APU输出引气通过飞机的引气管路至ATS进口带动空气涡轮输出功率,经减速器减速增扭带转发动机,从而实现发动机的起动过程。本文根据APU、引气管路以及ATS在起动过程中的工作性质,在Amesim中分别建立了这三部分的数学模型,并基于空气涡轮起动系统的共同工作原理对APU、引气管路以及ATS完成匹配计算。得到了空气涡轮起动系统在地面起动工作和空中起动工作时两种不同工作环境下的输出功率,并以起动系统输出功率将负载带至的最高转速为标准绘制空气涡轮起动系统的起动包线。结果表明,在地面起动工作中,高原和高温环境不利于发动机的起动;在空中起动工作中,高空低速区匹配流量较小、起动系统效率较低,空气涡轮起动系统无法独自完成主发动机的起动工作。本文研究内容可用于主发动机的起动性能分析,以及起动系统设计过程中的各部件参数确定和APU、引气管路和ATS三个部件的匹配工作。

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论文DOI:10.26914/c.cnkihy.2022.000033

论文分类号:V233.6