某型涡喷发动机快速起动特性分析及试验研究

杨光伟，郭 磊,3，龚建波,3，胡春艳,3

(1. 中国科学院工程热物理研究所 轻型动力重点实验室，北京 100190；2. 中国科学院大学 航空宇航学院，北京 100049；3. 中国科学院轻型动力创新研究院，北京 100190)

快速起动技术属于燃气涡轮发动机的一项关键技术，它具有自身的独特性和研制难点。快速起动是指发动机从零转速不经过慢车暖机阶段就直接加速到大推力状态，整个加速过程一般为6～10 s[1]。快速起动发动机一般采用火药起动器和烟火点火器进行起动吹转和点火。相比于发动机的常规起动，快速起动的实现较为困难，主要是由于其起动条件相对苛刻[2]。发动机进行快速起动时需要统筹考虑起动器吹转加速特性、点火器能量与工作时间、压气机喘振裕度、燃烧室点熄火性能以及涡轮叶片耐温极限等因素。

欧美国家对快速起动技术的研究起步较早，技术积累较为深厚。Olin Mathieson公司于上世纪50年代就已开发出一种名为“packaged power”的起动器，并成功应用于某快速起动发动机[3]。Hamrick针对起动器在使用中出现的问题，通过对推进剂和点火器的材料与配方的系统研究，给出了可能的解决方法，并进行了试验评估[4]。Helmy研究了“harpoon”起动器发生异常的机理，发现推进剂的渐增性燃烧会造成起动器的性能衰减[5]。截至上世纪末，欧美国家已有多款性能先进的快速起动发动机投入应用[6-10]。

近年来，国内相关单位对快速起动问题开展了一些研究，并取得了一定的研究成果。刘科辉等对某微型涡喷发动机快速起动中出现的“燃气回流”现象进行了研究，明确了快速起动中 “燃气回流”现象的形成机理[11]。……