湾流G550飞机引气系统不算太难,但由于手册和资料的缺乏,理解整个系统工作并非易事。下面就对湾流G550飞机引气系统原理进行详细介绍,供各位同行参考借鉴。
介绍前,先熟悉一下引气系统的主要部件及功能。
引气控制器 (BAC)
引气控制器(BAC)左右系统各一个,安装在货舱电子设备架(BEER)。BAC通过相关传感器提供的预冷器进出口温度及总管压力等信号,可自动控制调节相应侧发动机引气总管压力及温度,还可控制相应侧的大翼防冰系统。BAC通过控制伺服压力调节器(力矩马达)来控制高压活门开度,从而控制引气总管的最小流量(压力)。BAC通过控制风扇空气活门开度调节进入预冷器的散热气流来调节预冷器出口最大温度。BAC能接收MAU提供的外界温度、飞机高度、发动机N1转速及引气、PACK和防冰电门的位置信息,BAC也会输出引气系统相关参数和警告故障等信息供MAU和CMC显示。
高压级活门High-Stage Valve

上图为伺服压力调节器和力矩马达总成及高压活门的气路连接关系图。高压活门(高压级活门)为气动操作,弹簧加载关闭的调节活门,安装在高压八级引气出口处,可在引气总管压力低于当时操作构型的最小要求时增大或取代中间级(高压五级)引气。高压活门本体无电子部件,仅由BAC通过伺服压力调节器(力矩马达)对其开度进行控制,以调节下游压力。
伺服压力调节器和力矩马达总成ServoAir Pressure Regulator and
Torque Motor Assembly

伺服压力调节器和力矩马达总成安装在发动机底部靠近高压活门处,通过膜片作动,提升阀调节,出口处还包含一个机电作动调节阀(力矩马达)。从8级引气出口经过一个60微米的滤芯过滤提供给伺服压力调节器将压力调节至57±3 psi供力矩马达使用,BAC提供一个0-100mA范围的电流成比例作动力矩马达后输出相应的操作压力来控制高压活门开度。滤芯可减少FOD/积碳等对伺服压力调节器的污染。
引气压力调节关断活门(PRSOV)
PRSOV活门为4英寸直径,弹簧加载关闭,电磁阀控制的压力调节活门,安装在发动机引气的下游,调节引气总管压力最大为40.5 ±3.5psi。当引气电门选择至“ON”位时将提供28-VDC电源给电磁阀来开启PRSOV活门。
预冷器进口温度传感器Precooler Inlet TemperatureSensors
左右引气总管的上游发动机吊架处都装有一个预冷器温度传感器,以提供温度信号给相应的BAC,供BAC在大翼防冰操作时控制高压活门流量以控制总管温度,同时温度信号也作为引气过热的故障指示用。
引气总管压力传感器Bleed-Air Manifold Pressure
Sensors (Transducers)
左右引气总管压力传感器位于后设备舱,可提供总管压力信号给相应的BAC,当压力低于飞机对应的操作环境及构型下的最低要求时,BAC将控制高压活门流量使其压力、温度满足最低要求,同时压力信号也可供引气系统压力过高、过低警告用。BAC能从ARINC 429总线接收发动机N1、静温和高度等信号,依据预设值对高压活门进行调节,如在高度47000英尺、静温–60°C、N1低于77%时,或者地面慢车和下降时,将调节保持最低压力至22PSI;在单引气或单空调组件(PACK)时,BAC通过控制高压活门使总管压力调节维持在35 psi。
警告信息
当引气压力达到75 psi或更高,将触发 “L or R Bleed Pressure Hi” 琥珀色信息,当压力低于5 psi并超过10秒时,将触发“L or RBleed Pressure Low” 琥珀色信息。
系统工作原理

地面慢车(HP在60%左右)时,5级引气压力较低,BAC通过控制伺服压力调节器和力矩马达总成(简称力矩马达)调节高压活门开度,让8级引气口引气经高压活门调节后输出24PSI左右的压力至PRSOV上游,引气压力经滤芯至调压器再到电磁阀,因电磁阀已通电打开,于是经调节后的压力输入至比较腔的上腔(图示位置)克服弹簧压力后驱动PRSOV活门打开,活门打开后引气压力输入至引气总管,且PRSOV下游的感压管将反馈下游压力至比较腔的下腔(图示位置)与上腔压力比较调节,形成闭环控制以稳定输出压力。慢车状态时,一般高压活门开度为全行程的50%以上,PRSOV开度为100%打开,总管压力24PSI左右。

随着油门增大,5级引气压力也随之增大,BAC会调节力矩马达电流减少高压活门开度,当HP在70%左右时,高压活门将完全关闭,此时引气完全由5级引气口提供,PRSOV自主调节压力,总管压力最大在40PSI左右。

在大翼防冰开启时,BAC将通过力矩马达控制高压活门打开以增大引气压力和温度,预冷器进口温度最高能到620°F,但取决于发动机此时的指标参数,如低转速时是不可能达到620°F。
总结
湾流G550引气系统主要控制部件有三个,分别为BAC、高压活门和PRSOV。
BAC
BAC收集飞机高度、静温、发动机N1转速等运行环境参数,同时也接收引气系统的压力温度等参数,并促使引气系统的压力温度等参数与飞机运行环境相匹配,BAC的输出执行部件也有三个,分别是:
伺服压力调节器(力矩马达)来调节高压活门开度,以控制总管压力及温度;
PRSOV电磁阀仅控制PRSOV打开和关闭,不能调节;
预冷器风扇活门力矩马达调节风扇活门开度以控制预冷器出口温度。
高压活门
高压活门间接被BAC经伺服压力调节器(力矩马达)控制,使得慢车、单组件及大翼防冰时总管压力温度能满足飞机需求。
PRSOV
PRSOV仅由BAC通过电磁阀控制,BAC不能对其进行压力调节,PRSOV压力调节属于自主控制,控制最大压力40PSI。
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