丁明锋 王岩
驻哈尔滨地区第一军事代表室 黑龙江省哈尔滨市 150066
摘要：发动机研发和制造是一个国家高端制造业的重要体现，直升机的发动机研制就是其中重要的组成部分，而要想获得更为性能更加强大的发动机，就必须将其控制系统加以完善和强化，这样才能保证发动机安全正常的运转。
关键词：直升机；发动机控制系统；研究
随着我国直升机技术、控制系统技术、发动机技术的不断发展，直升机控制技术也在逐渐的提高。由于新时期的不断介入，直升机的任务剖面也在进一步的扩展，对于直升机发动机控制系统提出了更高的要求，为了能够满足直升机发动机系统的发展需求，使控制发动机更加准确与减轻驾驶员的负担，特别是需要满足军用直升机作战时期的需求，现代化直升机发动机需要运用数字式电子控制系统。
一、直升机发动机控制系统的基本要求
直升机发动机控制系统应以最佳的控制方式来满足控制要求是促使直升机实现的飞行任务进行满足的重要手段，控制系统实现给定控制规律的能力、系统工作是否可靠会对直升机是否可以完善工作造成直接影响，下面我们对控制系统的要求进行仔细分析，这对直升机发动机最佳控制目标的实现有极大的促进作用。
1.发动机必须在直升机任意工作状态之下实现对稳定性的保证，在结合实际的基础之上将防止各类压气机进人喘振的机构和控制器以及为避免燃烧室工作不稳定的发动机最小供油量限制器等安装在发动机上是提高工作过程稳定性的重要手段，相关部门以及工作人员必须提高重视程度，利用科学的技术以及手段促使上述工作得以顺利完成。
2.发动机涡轮前温度和压气机转速处于最大允许值时能正常工作是控制系统在实际工作中首先需要满足的条件，对发动机功率进行最大限度获取是其主要目标，注意在这一过程中必须防止参数出现
超过允许数值的现象。
3.发动机由一种工作状态向另一种工作状态过渡是直升机飞行状态发生改变后不可避免的一种现象，工作过程各参数的变化规律必须在真正意义上实现对选定控制规律的符合。
4.发动机可靠和安全地起动是在外界条件范围内必须保障的一部分内容，也就是说实现对尽可能宽广的起动包线要求的满足。
5.为保证直升机的机动性,发动机应具有良好的跟随性。发动机由慢车状态过渡到大功率状态(一般指起飞功率状态)时,加速性在3-5秒间。
二、直升机发动机控制系统的基本工作特点
现代直升机一般都装备自由涡轮式涡轮轴发动机,通过控制燃气发生器转速(N,)来控制动力涡轮转速(NZ)进而通过转速控制自由涡轮来满足直升机功率需求。燃气发生器转速的控制由涡轮燃油控制器的工作来完成。为保证该转速所需功率,由自由涡轮控制器计量燃油调节器,自动保持。这种控制是连续的,不断按转速控制燃油流量,使直升机发动机按要求正常运转。燃油流量是发动机转速(NI、NZ)、压气机出口压力(PZ)和燃气发生器油门杆位置的数。
通过将上述影响直升机发动机工作的参数输人其燃油控制设备中进行计算,控制燃油喷嘴的燃油流量,使之既不会引起发动机超温而烧蚀热部件,又不致引起燃烧室反压过大造成压气机喘振,甚至造成发动机富油熄火,也不因供油不足而贫油熄火,以保证发动机稳定地工作。
三、直升机发动机控制系统的技术方案
直升机发动机数字控制式电子系统中包括：燃油泵；燃油计量装置；温度、转速、压力、流量等不同的传感器；执行机构与数字电子控制器。直升机发动机是由燃油管理模块与电子控制器组织而成。直升机发动机数字式控制技术的主要功能有：实现发动机自动启动与自动停车；功能状态控制；转速恒速控制动力涡轮等等科学性的控制系统。
当前直升机发动机数字系统结构共分为两种类型：一种就是双通道全功能数字控制系统，机械液压备份操纵；另一种就是为单通道全功能数字控制系统，配置机械液压备份操纵。现就我国正在研究的直升机全功能数字是控制系统的单通道控制系统加液压备份操纵，并概述典型直升机数字控制技术方案。
（1）自动控制方式的控制要求
第一，控制直升机发动机功率状态。直升机发动机状态控制是由装在控制板上的管理开关，将开关量信号输给电子控制器，可以设置三个控制状态停车、慢车、飞行。当管理开关从停车调节到慢车的位置时，或者从停车再转播到飞行的位置直升机就能自动启动；要想实现管理开关设置到飞行的位置需要经过慢车再设置到停车的位置才能实现停车，在这样的情况下，可以避免空中的失误操作引发的直升机发动机在空中停止。
第二，动力涡轮转速控制。动力涡轮应用恒速进行转速调节，调节的范围可以根据直升机的需求选择。
第三，总距负载一功率控制。在直升机总距杆下部设置传感器，在这样的位置设置传感器可以将信号输给电子控制器，给定旋翼的负载变化，提前补偿调节发动机的功率，以此来减少旋翼的转速变化，改善发动机的响应状态。
第四，单发训练飞行控制。加强培训飞行员的飞行技术，确保飞行员在飞行过程中遇到故障时具备自行处理的能力。当选择好需要飞行的直升机时，发动机的最大使用功率需要根据单位设定的应急功率，在设定功率方面则不大于起飞的功率。而并不是单位选定飞行的那台发动机，在某种程度上也会自动选择功率较小的待机状态。在驾驶舱的电气控制板可设置上训练飞行器的开关，以这样的方式来控制两台发动机。
第五，控制应急功率。如果，当一台发动机出现功率上的骤降时，另一台发动机出现自动进入最大限度的应急功率时，自动进入最大应急功率的发动机在进入工作时或者结束工作后应该根据下降功率允许的时间段才能实施飞行。当飞行员能够自主掌控飞机飞行的情况下，不愿发动机进入最大应急功率时，可以充分利用设置应急控制开关来实现目的。例如，自动设置开关与限定设置两个不同的位置，在设置过程中，自动设置可是实现发动机进入最大程度的应急功率状态，限定位置指的是所允许的功率不可以超过限定的范围。
第六，双发扭矩/温度配平控制。发动机双发功率可以选择控制双发扭矩与温度配平控制的两种方式，在这样的情况下，可以有效的利用扭矩配平方式；温度配平方式只限于使用在发动机的后期或者是将发动机进行新旧配置，这样是避免旧有的发动机在扭矩配平时功率衰减，这种情况会严重造成发动机超温的现象，温度配平控制可以选择由驾驶舱设置开关。
（2）自动控制系统的显示方案。
发动机控制系统显示系统是由发动机的参数与显示器组织而成。当发动机数字式电子控制器正处于工作状态时，直升机的发动机参数集成器可以合理的利用电子控制器接受发动机的数据，其中还包括了发动机的重点故障、不重点故障、状态信息等等，在一定的歌基础中，还可以直接处理发动机的滑油温度、压力、燃油温度信号。发动机参数采集器经备份RS422单工串口与显示器之间的通讯。
（3）手动控制方式功能和控制要求
在发动机数字式电子控制器发生故障时，可以利用设置独立的备份机械液压操纵系统来持续不断的控制发动机。机械液压操纵系统源于软式推拉钢索与操纵油门机构组织而成。电子控制器在正常工作的状态下，油门杆不与操纵联动，而是将其设置在油门中立的位置，将故障情况的备份切换逐渐的提高，发动机还可以利用功率的起点将自动控制转换至手动控制，以此来减少瞬时功率方面的落差。
结语
直升机发动机控制系统由基于经典控制理论的单变量控制系统发展到基于现代控制理论的多变量控制系统,由机械液压式控制系统发展到数字式电子控制系统,由各部分单独控制发展到各部分综合控制。
参考文献：
[1]赵松涛.小型无人直升机发动机控制系统研究与设计[D].华南理工大学,2015.
[2]王小青,黄一敏,杨一栋,曾国贵.小型无人直升机发动机控制系统设计[J].航空动力学报,2013,12:2139-2142.