航空发动机控制系统简史

引言

安装活塞或涡轮发动机的飞机或旋翼机，在不同飞行阶段需要不同的发动机推力或功率，即需对供往燃烧室的燃油流量进行计算和计量。

另外涡轮发动机还需要控制一些几何形状（如可调静子叶片、放气活门等）来防喘，控制涡轮机匣冷却来提高发动机效率，以及防止发动机主要参数超限等功能。这就是航空发动机控制系统的作用和出现的原因。

航空发动机控制系统的发展

自航空发动机出现至今，航空发动机控制系统的发展按先后分为三个时期：

一、液压机械（液压气动）发动机控制

二、模拟电子发动机控制

三、数字电子发动机控制

第一时期：液压机械（液压气动）

上世纪六十年代以前，电子技术尚未大规模应用于工业中，航空发动机控制系统的核心部件是液压机械或液压气动式的燃油控制器，这些控制器实际上是些精密又复杂的机械计算机。对于可控变量和被控参数皆少数的控制系统而言，这些机械计算机是很高效可靠的。其典型代表有：

1、二战时，德国 BMW801星型活塞航空发动机的液压机械控制器 Kommandogerät

2、1960s，普惠公司JT8D-17A发动机上安装的HAMILTON公司的液压机械控制器 JFC60-2

上图：JT8D发动机   下图：JFC60-2控制器

第二时期：模拟电子发动机控制

1960年代，模拟电子发动机控制系统出现，相比液压机械式系统其可对更多的发动机信号进行高效处理。但其缺点是模拟电子技术的信号噪音和可靠性问题，所以模拟电子发动机控制系统并未受到广泛应用。其典型代表有：

1、1960s，安装于协和号客机上的Olympus 593涡喷发动机的全权限模拟控制器 J47

上图：Olympus 593涡喷发动机

第三时期：数字电子发动机控制

1970年代，随着数字电子技术和集成电路的发展，各大发动机厂家和机构也开始了数字电子发动机控制系统的研发。

1968年，RR参与研发的数字发动机控制系统用于RR Olympus MK320发动机

1970s，NASA和普惠公司共同研发的首套全权限数字电子控制（FADEC）系统，安装于普惠TF30发动机上（F-111飞机），这项研发工作最终导致了首款军用的FADEC发动机PW F100及首款民用FADEC发动机PW2000的出现。

按功能来讲，数字电子发动机控制的发展又分为 2 个阶段：

1、监控型数字电子控制

2、全权限数字电子控制（FADEC）

其典型代表有：

1、1984年，RR公司的RB211-535E4发动机，安装监控型数字电子控制系统

2、1995年，CFMI公司的CFM56-7B发动机，安装FADEC国际公司的FADEC 2全权限数字电子控制系统

上图：WOODWARD公司的燃油流量调节器（FFG） 安装于RB211-535E4发动机上

上图：FADEC国际公司的FADEC 2 EEC

未来发展

至今FADEC系统也经历了数代的发展，但当前的FADEC是集中式的发动机控制系统，而未来的发展方向是分布式的FADEC，即DEC（Distributed Engine Control）。

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