霍镜亮
天津航空机电有限公司 天津 300000
摘要：航空发动机燃油的燃烧需要点火系统引燃作为能量开启。发动机必须保证低的空中停车率及良好的空中点火能力，点火系统是发动机起动和再起动的关键部件，其工作特性和能力将直接影响发动机起动和再起动的成功与否，甚至整个发动机的安全。随着需求的不断变化，飞机作战性能的要求也越来越高，对点火系统的设计、研制、生产，也提出了质量轻、体积小、性能指标高、寿命长、可靠性高，它甚至有新的要求，如自我诊断和智能化。
关键词：航空发动机；点火系统；改进设计
1、航空发动机
航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，为航空器提供飞行所需的动力，堪称航空器的心脏，航空发动机直接影响着飞机的性能、可靠性和经济性，是一个国家科技、工业的国防实力的重要体现，航空发动机为航空器提供飞行所需动力。因此发动机的研究和发展工作都是相当重要的。但是发动机的研究和发展工作的特点是难度技术大，耗资多，周期长。但是由于发动机对飞机的性能以及飞机研制成败的影响，发动机的技术和研究工作无论多困难都是需要做下去的。而且发动机技术，具有良好的军民两用特性，对国防和国民经济有着重要的意义。因此，必须将优先发展航空发动机作为国策，将发动机技术列为国家和国防的关键技术，给予发动机技术研究大量的投资，保证发动机相对独立的领先发展。严禁发动机关键技术出口。现在的航空发动机主要有两种类型，分别是活塞式发动机和喷气式发动机。低速小型短程飞机常用活塞式发动机，高速，大型远程飞机常用喷气式发动机。而无论哪种形式，当作为航空发动机时，都有着以下几种基本要求。一是功率重量比大，对于发动机来说，一定要保证其足够大的功率和较小的自重，二是燃油消耗量小，发动机是否省油是飞机时中的重要经济指标，因此发动机的经济性是相当重要的。发动机燃油消耗率越小越省油，对经济要求越低，三是迎风面积小航空发动机，应该在保证其功率不减小的前提下，将体积做到最小，体积小。可以减少发动机占据的空间，由于飞机装载人员，货物，设备。以减小航空器的空气阻力。四是工作安全可靠，寿命长。发动机作为航空器的心脏。其可靠性对于航空器的正常运行是非常重要的。因此，为了保证发动机工作安全可靠，必须精心设计。严格筛选选用发动机所用的材料，严格规定发动机的工艺流程。在保证发动机的各项指标都符合要求时才能安装发动机。在保证发动机可靠性的前提下，又要增加发动机的寿命，寿命长可以降低使用成本，节约原材料，减少资源浪费。五是维护修理方便，发动机能否随时处于可靠运行状态很大程度由维修质量决定维修的好坏直接影响发动机的寿命和可靠性。而维修的目的之一是发现故障和排除故障，并对不必要的部位进行检测，清洗等。因此，在发动机设计过程中就要考虑它便于拆装，检查和维修的方便性，以减少维修工程量，降低维修成本。航空发动机行业具有高技术，高投入，高风险，高壁垒的特性，研发普通单台发动机的投入在十到30亿美元，时间周期为十到15年。因此，全球航空发动机制造主要集中在欧美发达国家的公司。虽然在世界航空发动机市场格局中，中国的飞机发动机制造水平和市场份额远远落后于欧美发达国家，但随着中国航空工业的快速发展，各种先进的战斗机不断研制。我国对航空发动机的需求量越来越大，长期依赖于国外航空发动机，对中国的国家战略安全将会形成巨大的威胁，因此航空发动机的研究成为中国迫切需要解决的难题之一。但是由于航空发动机行业的特性相比欧美发达国家，我国在航空发动机上投入的资金和预研规划都有着较大的差距。为了解决我国航空发动机现存的巨大问题，必须高度重视航空发动机技术的研究和发展。
投入大量的资金和精力。连续不断地实施先进航空发动机技术的研究验证计划，加快我国航空发动机领域的领先地位。
2、点火系统
发动机中，为了保护航空燃气涡轮发动机能够顺利启动，需要有两个相互协调工作的系统，分别是起动系统和点火系统， 发动机在地面正常启动时，起动系统和点火系统必须同时工作由启动系统，将发动机转子带转到一定转速。使燃烧室中的空气与燃油喷嘴喷出的燃油相混合。在由点火系统点燃燃烧室内的油气混合气，两个系统工作相互协调。点火系统还能单独工作，以实现空中再点火以及恶劣天气情况下为防止发动机熄火儿进行的长明灯式的持续点火，点火系统的功用是产生电火花点燃混合气点火器的电能输出具有高值输出又有低值输出，因此点火器是复合式点火系统。点火系统一般在地面启动和空中在启动时提供高值电能，在起飞、着路以及恶劣天气情况下连续提供低值电能，点火器有以下几种类型，高能点火器根据使用的低压电源不同又分为直流高能点火器和交流高能点火器两种。断续器式直流点火器由断续器机构，感应线圈，高压整流器和安全电阻等组成，晶体管式直流点火器的工作原理与断续器式直流点火器相似。但相较于断续器式直流点火器晶体管式直流点火器的尺寸更小，重量更轻，寿命更长。交流高能点火器由变压器，整流器，安全电阻等组成。和直流点火器一样，在交流点火器中也装有放电电阻和安全电阻。在点火系统工作时，点火电嘴的安全性和点火系统能否正常工作密切相关，因此要经常检查点火系统的点火电嘴是否牢固，损坏，漏气，高压导线连接是否可靠。在适当的时候除去点火电嘴上的积碳。点火系统的选择主要考虑发动机类型，起动包线，点火系统与燃烧室的设计相容性，发动机环境适应性等因素。
3、改进设计
不同发动机对点火系统的要求各不相同，这就决定了需要对点火系统进行广泛的研究，不断丰富发展。保证点火系统正常工作以及在发生突发情况时能够及时调整。在以后的发动机点火系统的研究中，对点火系统的设计，研制，生产要求质量轻，体积小，性能指标高，寿命长，可靠性高，具有可自诊断和智能化的特点。随着飞行器作战需求的不断变化和性能的提高。对点火系统提出了更高的要求，要求点火系统从电感储能走向电容储能。从机械式走向电子式，从固定频率式走向变能变频是式，交直流供电并行，直流电压从低压供电走向高压供电。逐步提升点火电嘴的耐温性。而随着发动机系统的逐渐深入研究，对点火系统的要求越来越高，必须根据发动机工作条件提供相匹配的点火系统，点火系统需要具有与发动机工作条件相匹配的能量和频率变化。能够有效解决发动机高原启动，空中再启动等一系列技术难题，为航空发动机配装飞机，拓宽工作领域。是点火系统研究改进的目的。
结语：总而言之，航空发动机点火系统的现状与发展趋势与航空发动机的发展密不可分。航空发动机点火系统必须与航空发动机同步进步。只有航空发动机点火系统与航空发动机技术同步发展，才能在航空器实际应用中起到应有的作用。解决我国目前航空发动机的现状存在的一些问题。将航空发动机点火系统与航空发动机高度协调统一，拓宽航空发动机配装飞机的工作领域。提高航空发动机的实际应用性。
参考文献：
[1]张奇，徐国强，杜发荣.小型航空活塞发动机点火系统优化设计[J].航空动力学报，201（02）：343-349.
[2]李永科，陈自力，田庆民.无人机发动机点火停车电路故障在线检测研究[J].测试技术学报，2017，17（03）：229? 232.
[3]吴恩会，陈新. 应用于航空发动机直流高能点火装置的RCC变换器研究[J] .电子测量与仪器学报，2018（z2）：305-308.