● 摘要
为了提高飞机的飞行高度和高空动力性能，航空活塞发动机都采用涡轮增压技术。由于发动机可靠性的要求，航空活塞发动机通常采用废气阀来限制发动机的最高进气压力，导致通过废气阀排出的气体中能量不能利用，而且高增压比时压气机的流量范围窄，涡轮增压器匹配困难，电辅助增压系统能够很好地解决这一问题。本文重点研究电辅助涡轮增压器的匹配特性，在满足安全性的要求下，研究了电辅助涡轮增压器的匹配方法，对提高发动机的安全调节范围和飞机的使用升限具有重要意义。
本文针对某型航空活塞发动机进行研究，分析了涡轮过剩能量随飞行高度的变化规律。建立了带有高速永磁同步电机的电辅助涡轮增压发动机仿真模型。在满足飞行安全性的要求下，定义了涡轮增压航空发动机的可调范围。通过研究电辅助涡轮增压器的工作范围和工作模式转换点，确立了电辅助涡轮增压器的控制边界。研究不同工况下电辅助增压器的功率特性，与原机相比，电辅助涡轮增压器提高了发动机的经济性和安全调节范围。为满足该发动机5km以上高空的飞行要求，重新匹配了电辅助涡轮增压器，提高飞机使用升限。综合分析电辅助涡轮增压发动机的匹配与调节特性，研究了电辅助涡轮增压器匹配的一般性准则，为电辅助涡轮增压器的应用奠定基础。