传感器在航空发动机里的应用

航空发动机控制系统是影响飞机和航空发动机研制水平的关键因素之一。航空发动机控制系统就像人的大脑，负责接收各个传感器信号，进行计算处理，再控制执行机构（发动机）进行操作，它控制着发动机的启动、运行、调节等一系列活动。

航空发动机控制系统在不断进化，资料图

航空发动机控制系统是一个多变量、时变、非线性、多功能的复杂系统，通过对多种被控对象的控制，实现对发动机工作状态及性能的调节，满足飞机飞行需求，此外，还兼顾应急放油、消喘防喘、故障诊断及健康管理等功能。而航空发动机的工作状态变化范围宽，环境条件变化大，这都给控制系统的设计带来了苛刻的要求。

从20世纪40年代喷气式发动机诞生开始，发动机控制系统历经70多年的发展历程，从控制方法和理论上，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。

随着航空发动机的不断发展，航空发动机控制系统也在不断发展。在实际工程应用中，从最初的简单机械控制系统，发展到目前可以实现综合控制的全权限数字电子控制系统，同时又由集中式向分布式发展。

全权限数字电子控制系统，具有体积小、重量轻，能够实现复杂控制规律等优点，是目前欧美等国军、民用航空发动机基本配置。

20世纪70年代初，欧美等国便已开始发展发动机数字电子控制技术。经过30多年的发展，由最初的单通道带机械液压备份的数字电子控制系统发展为FADEC，即全权限数字电子控制系统，FADEC主要由数字电子控制器、燃油泵、机械液压执行机构、发动机载传感器等组成，数字电子控制器通过传感器采集转速、温度、压力等发动机参数，以及燃油计量活门开度、导向叶片角度、喷口面积等控制变量，控制软件实现发动机控制规律，机械液压装置仅作为控制系统的执行机构。

随着FADEC技术的不断成熟，双通道全权限数字电子控制系统已成为国际主流航空发动机的标准配置，具备多通道设计、系统自检测功能、自适应控制、发动机健康管理、控制系统故障重构、高性能计算及数据存储、传感器自我诊断等能力，系统可靠性、安全性进一步提高。

全权限数字电子控制是航空发动机控制技术发展的必然趋势，世界航空技术强国通过几十年的发展，已经取得了长足进步，开发出了技术先进、安全可靠的产品，并朝着分布式控制、飞发综合控制等方向发展。目前，我国正在结合高性能军用航空发动机的型号研制工作，开发符合中国国情的航空发动机数控系统，缩短与先进国家的技术差距，推动我国航空发动机技术的发展。