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发表时间:2019-02-14
我叫HMU,全名HYDROMECHANICAL UNIT,中文名字直译就是液压机械装置。
说到这里,可能很多国内的航空发动机业内人士也不知道我到底是啥,那么好吧,我还有个中文小名,叫机械液压调节器。
如果说到这里还是不知道呢,那就得看我将自己的前世今生细细道来了。
记得小时候写作文大家都要跟名人扯上关系,那么好吧,我的父亲是瓦特,够有名不?发明蒸汽机的那个,他有一个发明叫做控制蒸汽机的运转的节气阀门与离心节速器,这就是早的调节器了,他定义了HMU的雏形,就是可以控制发动机的运转的装置。再形象一些,近比较火的《三体》想必诸位工程师都看过,记得露珠公主的黑伞吗?就那把转速过快会发出风铃声,转速过慢又发出夜莺的叫声的那个,说穿了就是一个调节器——只有转速合适,那伞才能在防御“二向箔”的同时不会把人吵死。
图1. HMU的雏形,由杠杆机构和离心飞重控制蒸汽机转速
调节器的使命就是用于控制发动机的运转,各位看官注意了,是发动机,天上飞的,海里游的,地上跑的都算,烧油的都算,虽然咱们现在是航发专场,但所有的发动机都一定有调节器。
言归正传,现在我们开始单说航发用HMU。
作为一个HMU,我可以接受油门杆的角度,然后感受发动机进口的温度,再感受发动机的转速形成换算转速,将两种参数在我的三维凸轮上面形成控制指令控制燃油量和相应的风扇角度,使发动机工作在她的佳状态下,当发动机起动和加减速时我也可以通过感受发动机的状态和外界环境利用封印在自己体内的加减速控制率控制发动机,防止发动机喘振和超温,哼哼,什么叫发动机控制系统,我就是发动机控制系统啊,我就是发动机的机械大脑,我还是她的耳朵和眼睛,我还是肌肉,我太厉害了~~~
梦中的自己——什么都管、自带控制率的HMU,气势恢弘的机械液压控制史诗,注意看那些凸轮杠杆和离心飞重
叮铃铃~~~
手机响了,什么,今年已经不是1976年了?哦,FADEC大哥,我马上到,肯定不会迟到,就是有点睡过了。
作为HMU,其实我是痛恨FADEC的。
FADEC全称全权限数字电子控制,顾名思义,数字电子控制,跟我们机械液压名字就不一样。现在多少时间我堂堂的HMU都被划到FADEC系统中的一个小作动单元,我要按照EEC的指令控制燃油量,控制油气比,控制导叶和风扇,我成听话的了,宝宝心里苦啊。
算了,抱怨归抱怨,该上班还是得上班。其实这是时代的发展,历史的进步,我都懂得。如果以前的HMU是比作一个人,可以完成正常人做的事情——中人之姿,那现在的FADEC大哥就是钢铁侠。
他更聪明,处理复杂情况更快速灵活;感觉更精准,可以更好的知道发动机本体的转速、温度状况;效率更高,用了FADEC做控制,一口气上五楼不费劲,更可靠,看,我们的发动机现在明显哮喘好多了,同时小声的说,在我HMU做主控时代发动机控制系统的疑难杂症——摆动问题,各种摆动问题也基本上根除了。
而且经历了FADEC大哥对我的改造,我也变化了,从控制上来说,一方面就是更加精准了,目前的我可以以5%的精度控制进入燃烧室的燃油,可以以1%的精度控制导叶的角度,可以以1%的精度进行瞬态放气控制,这在以前都是不敢想象的,另一方面,就像普通人练了瑜伽,可以进一步突破自身固有骨骼肌肉的限制,做出更多不可思议的控制策略。
FADEC系统下的HMU,按指令办事,重在执行,注意那些电液伺服阀、电磁阀和位置传感器
我叫HMU,我的前半辈子都在做加法——集中控制思路的体现,工程师们恨不得把所有控制元件塞到我的身上,随着FADEC大哥的崛起,我的很多控制回路在不断地被剥离,如N1、N2控制回路,VSV、VBV控制回路,对我而言是个痛苦的过程%>_<%,而对发动机控制系统确实一次升华和飞跃,去除了离心飞重式转速传感器,取而代之的是电磁感应式的转速传感器,精度更高,寿命更长;去除了摆锤式的流量调节器,取而代之的是EHSV,精度更高,寿命更长;去除了杠杆簧片反馈结构,取而代之的是LVDT,精度更高,寿命更长;更不用说把自己体内那些刻好固定控制率的零件变成电脑了。。。凡此种种,不一而足,通过这些常人向钢铁侠的改造,控制系统实现了更准,更快,更强的目标。
也许有一天我会消失,这就意味着分布式控制已经大行其道了。而我已经融合在众多的控制系统执行部件当中,你看不见我,可我已无处不在。
究极体的HMU,形式上已不存在,却又无处不在