CN114109616A - 一种发动机高空起动供油调节方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种发动机高空起动供油调节方法、装置和系统，属于航空技术领域。本申请根据供油装置最小供油流量和发动机燃烧油气比确定发动机起动时所需进气流量。根据确定的进气流量，从预设对应关系中确定不同高度下发动机起动物理转速。当发动机转速达到当前飞行器高度对应的物理转速时，开始供油点火以起动发动机。本申请可以满足无人飞行器用涡轮发动机大高度范围内可靠点火需求。对于采用机械液压燃油调节系统的发动机，该方法无需对燃油调节系统的机械结构更改，即可有效提高发动机的起动高度，克服初始供油流量不可调对高空起动的不利影响。本申请只需引入高度信号控制，简单有效，具有良好工程应用价值。

Description

一种发动机高空起动供油调节方法、装置和系统
技术领域
本申请涉及航空技术领域，尤其是涉及一种发动机高空起动供油调节方法、装置和系统。
背景技术
目前，机载无人飞行器通常根据发射高度选择不同的发动机点火高度，因此，发动机在大高度范围内能够可靠、快速起动，对保证无人飞行器的性能至关重要。无人飞行器用燃气涡轮发动机设计初期，通常根据发动机的起动高度及工作高度确定供油装置的最小及最大供油能力，以满足发动机高空起动的小流量、低空巡航的大流量等不同需求。因此，供油装置最小及最大流量供油能力也影响发动机的起动及工作高度。
当无人飞行器任务调整，要求发动机能够在更高的高度起动和工作，从而需要拓宽发动机起动和工作包线时，通常需要降低供油装置的最小供油流量，以适配更高高度的低空气流量。调整供油装置最小供油流量涉及供油液压系统计量活门的硬件更改，以及一系列复杂的验证，需耗费大量财力物力以及延长研制周期。同时，受截面积固定的喷嘴特性影响(如流量越小，喷嘴前压力越低，雾化效果越差)，降低最小供油流量，使燃烧室点火变得困难，影响发动机可靠起动。
发明内容
为了解决现有技术中的机械液压调节方式的供油系统初始供油量不可调导致发动机起动包线受限的技术问题，本申请提供了一种发动机高空起动供油调节方法、装置和系统。所述技术方案如下：
第一方面，提供一种发动机高空起动供油调节方法，所述方法包括：
根据供油装置最小供油流量和发动机燃烧油气比确定发动机起动时所需的进气流量；
根据确定的进气流量，从预设对应关系中确定不同高度下发动机起动的物理转速，所述预设对应关系用于记录发动机在不同高度下发动机的物理转速和发动机进气流量的对应关系；
获取飞行器的当前高度；
根据当前高度从不同高度下发动机起动的物理转速确定当前高度对应的物理转速；
当发动机的转速达到确定的当前高度对应的物理转速时，开始供油点火以起动发动机。
可选地，所述方法还包括：
根据所述发动机的特性和历史试验数据建立所述预设对应关系。
可选地，所述获取飞行器的当前高度，包括：
通过气压高度表采集飞行器的当前高度；
接收所述气压高度表发送的当前高度。
第二方面，提供一种发动机高空起动供油调节装置，所述装置包括：
第一确定模块，用于根据供油装置最小供油流量和发动机燃烧油气比确定发动机起动时所需的进气流量；
第二确定模块，用于根据确定的进气流量，从预设对应关系中确定不同高度下发动机起动的物理转速，所述预设对应关系用于记录发动机在不同高度下发动机的物理转速和发动机进气流量的对应关系；
获取模块，用于获取飞行器的当前高度；
第三确定模块，用于根据当前高度从不同高度下发动机起动的物理转速确定当前高度对应的物理转速；
起动模块，用于在发动机的转速达到确定的当前高度对应的物理转速时，开始供油点火以起动发动机。
可选地，所述装置还包括：
建立模块，用于根据所述发动机的特性和历史试验数据建立所述预设对应关系。
可选地，所述获取模块，包括：
采集子模块，用于通过气压高度表采集飞行器的当前高度；
接收子模块，用于接收所述气压高度表发送的当前高度。
第三方面，提供了一种发动机高空起动供油调节装置，所述装置包括：处理器和存储器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，用于执行第一方面所述的发动机高空起动供油调节方法。
第四方面，提供一种发动机高空起动供油调节系统，包括发动机高空起动供油调节装置和发动机，
所述发动机高空起动供油调节装置为第二方面所述的发动机高空起动供油调节装置，或者，
所述发动机高空起动供油调节装置为第三方面所述的发动机高空起动供油调节装置。
本申请可以满足无人飞行器用涡轮发动机大高度范围内可靠点火需求。对于采用机械液压燃油调节系统的发动机，该方法无需对燃油调节系统的机械结构更改，即可有效提高发动机的起动高度，克服初始供油流量不可调对高空起动的不利影响。本方法只需引入高度信号控制，简单有效，具有良好工程应用价值。
附图说明
图1是本申请提供的一种发动机高空起动供油调节方法的流程图；
图2是本申请提供的另一种发动机高空起动供油调节方法的流程图；
图3是本申请提供的一种预设对应关系的曲线图；
图4是本申请提供的一种发动机高空起动供油调节装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
针对上述问题，本文提出一种供油调节方法，利用现有部件，无需对燃油系统硬件更改的条件下，即可解决在更高高度起动时的油气匹配问题，拓展发动机起动包线。
图1为本申请提供的一种发动机高空起动供油调节方法，包括：
步骤110、根据供油装置最小供油流量和发动机燃烧油气比确定发动机起动时所需的进气流量。
步骤120、根据确定的进气流量，从预设对应关系中确定不同高度下发动机起动的物理转速。
预设对应关系用于记录发动机在不同高度下发动机的物理转速和发动机进气流量的对应关系。
步骤130、获取飞行器的当前高度。
步骤140、根据当前高度从不同高度下发动机起动物理转速关系确定当前高度对应的发动机起动物理转速。
步骤150、当发动机的转速达到确定的当前高度对应的发动机起动物理转速时，开始供油点火以起动发动机。
本申请可以满足无人飞行器用涡轮发动机大高度范围内可靠点火需求。对于采用机械液压燃油调节系统的发动机，该方法无需对燃油调节系统的机械结构更改，即可有效提高发动机的起动高度，克服初始供油流量不可调对高空起动的不利影响。本方法只需引入高度信号控制，简单有效，具有良好工程应用价值。
图2为本申请提供的另一种发动机高空起动供油调节方法，如图2所示，包括：
步骤210、根据发动机的特性和历史试验数据建立预设对应关系。
在给定飞行高度的情况下，发动机进气流量参数随发动机转速的变化关系称为发动机的进气流量随转速特性。发动机从设计到生产的过程中要开展大量的部件和整机试验，来检验发动机的性能、可靠性和耐久性。试验过程会收集大量实验数据，其中包括不同高度发动机进气流量随转速特性数据。根据这些特性数据就可以建立不同高度下发动机进气流量和转速的预设对应关系
步骤220、根据供油装置最小供油流量和发动机燃烧油气比确定发动机起动时所需的进气流量。
燃烧油气比指发动机燃烧室中燃油与空气组成的混合气中油与气的质量之比，即油气比＝燃油流量/进气流量。一般通过燃烧室部件试验确定发动机点火时的合适油气比。当油气比和燃油流量确定，燃烧所需的进气流量也随之确定。
步骤230、根据确定的进气流量，从预设对应关系中确定不同高度下发动机起动的物理转速。
预设对应关系用于记录发动机在不同高度下发动机的物理转速和发动机进气流量的对应关系。例如，预设对应关系可以如图3所示。
步骤240、通过气压高度表采集飞行器的当前高度。
步骤250、接收气压高度表发送的当前高度。
步骤260、根据当前高度从不同高度下发动机起动的物理转速确定当前高度对应的物理转速。
根据确定的进气流量、飞行器当前高度和不同高度下发动机起动的物理转速关系确定当前高度对应的发动机起动物理转速。
步骤270、当发动机的转速达到确定的当前高度对应的发动机起动物理转速时，开始供油点火以起动发动机。
当无人飞行器在当前高度起动时，发动机在风车或起动器的作用下，转速开始增加。当发动机转速达到发动机起动物理转速时，开始供油点火以起动发动机。
本申请提供一种发动机高空起动供油调节装置，如图4所示，所述装置包括：
第一确定模块410，用于根据供油装置最小供油流量和发动机燃烧油气比确定发动机起动时所需的进气流量；
第二确定模块420，用于根据确定的进气流量，从预设对应关系中确定不同高度下发动机起动的物理转速，所述预设对应关系用于记录发动机在不同高度下发动机的物理转速和发动机进气流量的对应关系；
获取模块430，用于获取飞行器的当前高度；
第三确定模块440，用于根据当前高度从不同高度发动机起动的物理转速确定当前高度对应的物理转速；
起动模块450，用于在发动机的转速达到确定的当前高度对应的物理转速时，开始供油点火以起动发动机。
进一步地，该装置还包括：
建立模块，用于根据发动机的特性和历史试验数据建立预设对应关系。
可选地，获取模块，包括：
采集子模块，用于通过气压高度表采集飞行器的当前高度；
接收子模块，用于接收气压高度表发送的当前高度。
本申请的技术效果是：可以满足无人飞行器用涡轮发动机大高度范围内可靠点火需求。对于采用机械液压燃油调节系统的发动机，该方法无需对燃油调节系统的机械结构更改，即可有效提高发动机的起动高度，克服初始供油流量不可调对高空起动的不利影响。本方法只需引入高度信号控制，简单有效，具有良好工程应用价值。
本申请还提供了一种发动机高空起动供油调节装置，所述装置包括：处理器和存储器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，用于执行图1或图2所示的发动机高空起动供油调节方法。
本申请还提供一种发动机高空起动供油调节系统，包括发动机高空起动供油调节装置和发动机，
所述发动机高空起动供油调节装置为图4所示的发动机高空起动供油调节装置，或者，
所述发动机高空起动供油调节装置所述装置包括：处理器和存储器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，用于执行图1或图2所示的发动机高空起动供油调节方法。
以上仅表达了本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但且不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种发动机高空起动供油调节方法，其特征在于，所述方法包括：
根据供油装置最小供油流量和发动机燃烧油气比确定发动机起动时所需的进气流量；
根据确定的进气流量，从预设对应关系中确定不同高度下发动机起动的物理转速，所述预设对应关系用于记录发动机在不同高度下发动机的物理转速和发动机进气流量的对应关系；
获取飞行器的当前高度；
根据当前高度从不同高度下发动机起动的物理转速确定当前高度对应的物理转速；
当发动机的转速达到确定的当前高度对应的物理转速时，开始供油点火以起动发动机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述发动机的特性和历史试验数据建立所述预设对应关系。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取飞行器的当前高度，包括：
通过气压高度表采集飞行器的当前高度；
接收所述气压高度表发送的当前高度。
4.一种发动机高空起动供油调节装置，其特征在于，所述装置包括：
第一确定模块，用于根据供油装置最小供油流量和发动机燃烧油气比确定发动机起动时所需的进气流量；
第二确定模块，用于根据确定的进气流量，从预设对应关系中确定不同高度下发动机起动的物理转速，所述预设对应关系用于记录发动机在不同高度下发动机的物理转速和发动机进气流量的对应关系；
获取模块，用于获取飞行器的当前高度；
第三确定模块，用于根据当前高度从不同高度下发动机起动的物理转速确定当前高度对应的物理转速；
起动模块，用于在发动机的转速达到确定的当前高度对应的物理转速时，开始供油点火以起动发动机。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
建立模块，用于根据所述发动机的特性和历史试验数据建立所述预设对应关系。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述获取模块，包括：
采集子模块，用于通过气压高度表采集飞行器的当前高度；
接收子模块，用于接收所述气压高度表发送的当前高度。
7.一种发动机高空起动供油调节装置，其特征在于，所述装置包括：处理器和存储器，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，用于执行权利要求1至3任一所述的发动机高空起动供油调节方法。
8.一种发动机高空起动供油调节系统，其特征在于，包括发动机高空起动供油调节装置和发动机，
所述发动机高空起动供油调节装置为权利要求4至6任一所述的发动机高空起动供油调节装置，或者，
所述发动机高空起动供油调节装置为权利要求7所述的发动机高空起动供油调节装置。
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