外行以活塞式发动机的角度分析国产涡扇大推的喘振等不稳 ...

外行以活塞式发动机的角度分析涡扇大推的喘振等不稳定问题。
首先承认我是涡扇盲，对涡扇发动机刚在网上了解些皮毛。对于现今的WS10发动机的种种不稳定表现，本人并无独特的见解。但是也想从活塞式发动机的视角对涡扇发动机问题做一个粗略的工作机理性分析，以便更容易理解各种现象的产生原因，建立对国发的信心。
活塞发动机与涡扇发动机的工作原理可以说差之千里，一个是进、压、爆、排的单次做功往复运动；另一个是连续的燃烧做功过程。但是，对于其深层次工作机理，都是空气与燃料油的混合气在一定的温度、压力下燃烧气体膨胀做功产生动力输出。
因此，除去两类发动机的机械结构形式和燃烧过程工作步骤（包括点火），就混合气燃烧的核心部分，只有三个要素：混合气的混合比、温度、压力。而对于点火，虽然对燃烧起到非常重要的作用，仍可视为外在的人工干预因素。
这样分析之后，就会把问题简单化了。无论多么复杂的活塞式发动机和涡扇发动机，都可以把核心的燃烧稳定工作简化成：混合比、温度、压力三个基本要素。这三要素具有在科学上的关联关系形成一个具有上下边界的工作参数区域。如果以数学来表示，这个工作区域将是一个以三个变量做数轴的三维空间上的一个立体区域。我姑且叫它三维立体工作空间或者叫工作空间
这样简化之后，可以对发动机的各种工况下的发动机表现进行解释。
比如：
发动机的稳定工作将是使发动机各种调节手段来保证三要素处在三维立体工作空间的中心区域；
发动机发生喘振甚至停车则是三要素处在三维立体工作空间的边缘区域；
发动机顺滑、耐操、皮实、泼辣等则是无论飞机低速至高速，低空至高空，油门快于慢，发动机各种调节手段发挥作用，保证三要素处在三维立体工作空间的区域之内，越靠近中心越好。
那么，影响这三要素的涡扇发动机的工作部件有哪些呢？我是涡扇盲，下面是自己瞎说的，不对的请指正或拍砖：
影响压力的要素：低压压气机、高压压气机产生的增压比，燃烧室容积形状等；
影响温度的要素：燃烧室容积形状、涡轮形状、喷口形状、开口面积、火焰稳定器温度等；
影响混合比的要素：低压压气机、高压压气机产生的增压比，喷油量等。
因此，发动机必须在各种工况下及时调节各部件参数，以其达到保证三要素处在工作空间之内。无论是机械或机电结合的方式还是全数字全电控的FADEC方式，原理是一样的。
那么调节项和调节线性、精度就变得异常重要了。任何地方出现偏差就会导致燃烧三要素跑出工作区域出现喘振甚至停车。
试着分析一下三要素的调节项和工作原理：
影响压力的要素：
其中燃烧室容积形状是固定的，只有低压压气机、高压压气机产生的增压比是变化的，随着飞机高度、速度和发动机转速的变化很大。因此，高压压气机会有一部分的叶片的螺距可变，在一定程度上起到补偿增压比下降的影响。有些飞机采用可变进气道或者DSI，都是为这个参数做补偿。
影响温度的要素：
燃烧室容积形状、涡轮形状是固定的，只有喷口形状、开口面积、火焰稳定器温度等是可调整项；
影响混合比的要素：
低压压气机、高压压气机产生的增压比，供油系统喷油量等都是可调整项。
通过上面的分析，可以建立起一个发动机稳定工作、线性顺滑、皮实耐操的决定因素的基本轮廓。实际的现代涡扇发动机非常复杂，要想使上述三要素工作在工作空间的尽量靠近中央，与边缘保持余度是一件极其艰难复杂的事。不光需要对整个发动机系统设计合理，还要对各部件精度、强度、一致性、调节线性有严格的要求。不仅如此，还要对各可调整项的数据进行精确的边界测试，才能在发动机管理系统中编制出具有可靠余度的控制软件。（这里说明一下，不是余度越大越好，太大会限制发动机的线性工作区间）
现在的国发所存在的问题可以分为两类：
一类是部件的质量和精度的不一致造成的。这种故障或者说性能缺欠的表现是无规律的，解决办法是提高配套产品的工艺质量；
另一类是对三要素的整体发动机变量参数管理，这个也是要时间来达成的。
本人虽算是具备一定活塞发动机使用经验，但是对大型涡扇发动机说三道四，评头品足，有些不自量力。
不过，把心里想的道道整理出来也是一个学习交流的过程，请多多指教批评！




外行以活塞式发动机的角度分析涡扇大推的喘振等不稳定问题。
首先承认我是涡扇盲，对涡扇发动机刚在网上了解些皮毛。对于现今的WS10发动机的种种不稳定表现，本人并无独特的见解。但是也想从活塞式发动机的视角对涡扇发动机问题做一个粗略的工作机理性分析，以便更容易理解各种现象的产生原因，建立对国发的信心。
活塞发动机与涡扇发动机的工作原理可以说差之千里，一个是进、压、爆、排的单次做功往复运动；另一个是连续的燃烧做功过程。但是，对于其深层次工作机理，都是空气与燃料油的混合气在一定的温度、压力下燃烧气体膨胀做功产生动力输出。
因此，除去两类发动机的机械结构形式和燃烧过程工作步骤（包括点火），就混合气燃烧的核心部分，只有三个要素：混合气的混合比、温度、压力。而对于点火，虽然对燃烧起到非常重要的作用，仍可视为外在的人工干预因素。
这样分析之后，就会把问题简单化了。无论多么复杂的活塞式发动机和涡扇发动机，都可以把核心的燃烧稳定工作简化成：混合比、温度、压力三个基本要素。这三要素具有在科学上的关联关系形成一个具有上下边界的工作参数区域。如果以数学来表示，这个工作区域将是一个以三个变量做数轴的三维空间上的一个立体区域。我姑且叫它三维立体工作空间或者叫工作空间
这样简化之后，可以对发动机的各种工况下的发动机表现进行解释。
比如：
发动机的稳定工作将是使发动机各种调节手段来保证三要素处在三维立体工作空间的中心区域；
发动机发生喘振甚至停车则是三要素处在三维立体工作空间的边缘区域；
发动机顺滑、耐操、皮实、泼辣等则是无论飞机低速至高速，低空至高空，油门快于慢，发动机各种调节手段发挥作用，保证三要素处在三维立体工作空间的区域之内，越靠近中心越好。
那么，影响这三要素的涡扇发动机的工作部件有哪些呢？我是涡扇盲，下面是自己瞎说的，不对的请指正或拍砖：
影响压力的要素：低压压气机、高压压气机产生的增压比，燃烧室容积形状等；
影响温度的要素：燃烧室容积形状、涡轮形状、喷口形状、开口面积、火焰稳定器温度等；
影响混合比的要素：低压压气机、高压压气机产生的增压比，喷油量等。
因此，发动机必须在各种工况下及时调节各部件参数，以其达到保证三要素处在工作空间之内。无论是机械或机电结合的方式还是全数字全电控的FADEC方式，原理是一样的。
那么调节项和调节线性、精度就变得异常重要了。任何地方出现偏差就会导致燃烧三要素跑出工作区域出现喘振甚至停车。
试着分析一下三要素的调节项和工作原理：
影响压力的要素：
其中燃烧室容积形状是固定的，只有低压压气机、高压压气机产生的增压比是变化的，随着飞机高度、速度和发动机转速的变化很大。因此，高压压气机会有一部分的叶片的螺距可变，在一定程度上起到补偿增压比下降的影响。有些飞机采用可变进气道或者DSI，都是为这个参数做补偿。
影响温度的要素：
燃烧室容积形状、涡轮形状是固定的，只有喷口形状、开口面积、火焰稳定器温度等是可调整项；
影响混合比的要素：
低压压气机、高压压气机产生的增压比，供油系统喷油量等都是可调整项。
通过上面的分析，可以建立起一个发动机稳定工作、线性顺滑、皮实耐操的决定因素的基本轮廓。实际的现代涡扇发动机非常复杂，要想使上述三要素工作在工作空间的尽量靠近中央，与边缘保持余度是一件极其艰难复杂的事。不光需要对整个发动机系统设计合理，还要对各部件精度、强度、一致性、调节线性有严格的要求。不仅如此，还要对各可调整项的数据进行精确的边界测试，才能在发动机管理系统中编制出具有可靠余度的控制软件。（这里说明一下，不是余度越大越好，太大会限制发动机的线性工作区间）
现在的国发所存在的问题可以分为两类：
一类是部件的质量和精度的不一致造成的。这种故障或者说性能缺欠的表现是无规律的，解决办法是提高配套产品的工艺质量；
另一类是对三要素的整体发动机变量参数管理，这个也是要时间来达成的。
本人虽算是具备一定活塞发动机使用经验，但是对大型涡扇发动机说三道四，评头品足，有些不自量力。
不过，把心里想的道道整理出来也是一个学习交流的过程，请多多指教批评！