涡轴发动机原理与结构第九章空气系统通用航空器维修专业
九1、辅助空气系统2、压气机气流控制系统3、间隙控制系统
9.2压气机气流控制系统如果压气机的工作状态偏离设计状态过多，就会发生气流分离和空气动力诱导的振动。如果失速的叶片过多，则会引起气流通道堵塞，使发动机出现喘振。压气机的设计要留有足够的喘振裕度，即压气机工作线与喘振边界线之间有一定的距离，以避免进入喘振区。1.目的和方法
9.2压气机气流控制系统压气机空气流量控制又称可变几何控制，它采用压气机放气和可调静子叶片来实现，通过改变非设计状态下速度三角形的绝对速度的轴向分量、绝对速度的切向分量和圆周速度，从而使气流速度相对转子叶片的攻角同设计状态相近，避免叶片失速，防止压气机喘振，提高发动机的工作稳定性和压气机效率。1.目的和方法
9.2压气机气流控制系统现代涡轮风扇发动机上采用的可调放气活门（VBV）和可调静子叶片（VSV）均采用闭环控制，整个控制系统包括控制器、作动部件和反馈装置。控制器根据压气机的工作状态计算放气活门或可调静子叶片需求开度，控制器可分为液压机械式和全权限数字电子式两种。作动部件为作动筒或液压马达，通过燃油进行操纵。反馈装置为钢索或电子式的位置传感器，如线性可变差动传感器（LVDT）、旋转可变差动传感器（RVDT），它将VSV、VBV的实际位置信息传送至控制器。2.放气活门和可调静子叶片
9.2压气机气流控制系统可调放气活门的开度随发动机状态的变化而变化。在采用液压机械式控制器的发动机上，活门位置计算依据的状态参数较少。有的发动机可调放气系统由多个活门组成，活门之间由软轴连接，这种设计结构相对较为复杂，容易出现卡阻与磨损，主要出现在早期的发动机上；有的机型上采用放气带或由作动环作动的多个活门，它主要用在后来较为先进的发动机上，这种设计结构较为简单，较软轴连接更为可靠。2.放气活门和可调静子叶片
9.2压气机气流控制系统可调静子叶片是将高压压气机的进口导向叶片和前几级静子叶片设计成角度可调的结构，当压气机转速从其设计值往下降低时，静子叶片角度逐渐关小，以使空气以最佳攻角流人转子叶片；当压气机转速增加时，静子叶片角度逐渐开大，同样使气流以最佳角度进入转子叶片，从而防止压气机喘振。2.放气活门和可调静子叶片
9.2压气机气流控制系统2.放气活门和可调静子叶片
9.2压气机气流控制系统压气机喘振的探测目前主要是依据压气机出口压力的下降率或转子的减速率来判断。一旦探测到压气机即将或已经发生喘振，控制系统自动打开放气活门，可调静子叶片向关的方向上调节，同时瞬时减少供油，降低涡轮前温度，增加发动机空气流量，使其从喘振状态恢复过来，同时对发动机点火系统提供高能点火以防止燃烧室熄火。2.放气活门和可调静子叶片
9.2压气机气流控制系统该活门通常位于高压压气机的中间级或靠后级，根据其开启情况可分为启动放气活门和过渡放气活门。启动放气活门仅在发动机启动过程中开启，启动结束后，该活门立即关闭；过渡态放气活门在发动机启动、加减速等过渡态过程中均处于开启状态，从而提高压气机的失速裕度，防止压气机喘振，在发动机稳态工作时则处于关闭状态。启动放气活门不受发动机控制器的控制，它的开关情况取决于启动活门的状态。3.高压压气机和放气活门
9.2压气机气流控制系统3.高压压气机和放气活门
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