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引言
随着航空技术的不断发展，对动力系统提出了更加严格的要求，要求发动机的性能指标较高，实践的操作性和可维修性较高，因此也就对发动机的功率要求较高。通过在涡扇发动机中应用多电技术，可以有效的解决目前航空发动机中存在的问题，并且能不断促进航空动力系统完善，提高航空工业整体发展水平。
随着社会经济的发展，人们对航空技术的要求越来越高，要求航空发动机在保证性能的同时还能有效的减少对能源的消耗。通过在涡扇发动机中应用多电技术可以有效的降低动力系统的重量和成本，还能提高发动机的维护性与可靠性，为全电飞行器的不断发展与完善奠定了技术基础。
一、涡扇发动机多电技术的关键技术
（一）涡扇发动机应用多电化技术的主要特征
一般的航空发动机不仅要作为飞机的推进装置，还要为飞机系统提供电源、环控引气等驱动力。发动机主要由磁浮轴承、辅助轴承、内置式起动（发电机）和分布式控制系统等关键部件组成。应用多电技术对这些部件中所运用的技术进行改善，并不断提高这些部件的一体化水平。涡扇发动机应用多电化技术的主要特征具体表现为：1、代替传统的滚动式轴承，选用可主动控制的磁浮轴承，并逐渐取消发动机中滑油润滑和密封系统；2、通过电气传动附件来实现发动机电气化传动，而不是通过机械液压式传动，并且要渐渐的将发动机中负责功率输出轴和发动机附件机匣消除掉；3、控制系统变更为分布式控制系统，将集中式全权限数字电子控制系统淘汰；4、发动机实现启动功能的能量来自内置式的发动机系统，通过高压转子的带动输出功率。
（二）涡扇发动机的多电技术中的关键技术
在基于多电技术的航空发动机中的主要部件包括磁浮轴承、辅助轴承、内置式发电机和分布式控制系统等多个部分。基于这些部件的特殊性，涡扇发动机中的关键技术因为多与此有关。
（一）磁悬浮轴承设计技术
在涡扇发动机上安装磁浮轴承，首先就要求其是否可以承受高温环境，把轴承在高温环境中的支撑的可控性和可靠性作为评价的第一标准。在进行研究的时候要注意解决非接触式高温位置传感器、耐高温电磁线圈绝缘材料以及小型化电磁轴承电气控制系统各个部件之间的关系。
（二）辅助轴承设计技术
当发动机开始工作和磁浮轴承系统出现故障的时候要注意对轴承的养护，使它能够继续工作。因此就要加深对已经出现故障并失效的辅助轴承进行保护的研究，为了能够保证在飞机降落的过程中轴承和转子能够正常工作，还要研究冲击动力学。
（三）为了保证发动机个部件的功能
在设计发动机时就应该集中解决部件的耐高温性和绝缘性、解决在高温和超转的情况下应力作用对转子材料的干扰，同时还要探索控制电机冷却和涡流损耗的方法，减少能源的消耗。
（四）分布式控制设计技术
在应用分布式控制设计技术时要解决功率电子器件等的耐高温性能和散热问题。加强多余度数字处理机和技术处理水平。在发动机工作的过程中，要对轻量变速和变流量电动燃油泵的精度进行控制与研究。
二、涡扇多电航空发动机总体方案的初步设想
通过对较为成熟的某一涡扇发动机作为验证技术并进行一定的改进研究与设计。主要就是对该发动机的内置起动机、磁浮轴承的一体化设计。
（一）部件平台验证方案
通过在压气试验件上运用内置起动机、磁浮轴承的一体化，不仅使空间的位置增加，如果还需要扩展空间，就可以通过重新设计进油壳等部件来实现，同时由于对结构的整体改动较小，可以直接就利用试验器上的工艺整流机匣，因此在早期的研究验证过程中风险较小，容易控制。通过高压环境来验证试验件转子上的内置发动机装置的性能以及实现3支点位置的轴承采用主动控制系统，提高发动机的智能化水平。通过选取两种不同的起飞方式进行比较，对发动机的转速范围进行确定。为了对发动机系统中的磁浮轴承的性能进行检验，可以利用发动机，可以来验证发动机低速运转条件下，磁浮轴承系统整体的稳定性、支撑的刚度以及发动机的启动转矩等性能，用自带的发动设备，来验证高转速实验情况下磁浮轴承系统的整体性能。
（二）分布式控制系统关键技术
为了验证在发动机中分布式控制系统的关键性技术，可以把控制系统采用数字式控制来进行研究，然后同发动机的多电技术和其他的关键部件进行研究。可以在研究的时候，首先将试验件的启动方式由燃油介质的传动改为电力驱动的启动模式，只有改变了控制方式和启动方式，才能验证控制系统是否具备可行性，性能是否完善；其次，要检验试验件的发动机启动时分布式控制系统的整体结构以及运行模式是否发生变化；最后可以结合目前小型化智能化传感器等附件的最新研究成果，对分布式控制系统的方案设计进行整体性的验证和分析。
（三）整机平台验证方案
采取整机平台实验方案主要是为了实现发动机、磁浮轴承和电力驱动系统的一体化技术。在进行验证时，首先需要在发动机的高压转子处2、3支点部位装置一个内置的起动机，根据实际的需要对中介机匣内部空间进行改造设计；其次根据发动机对内置发动机的启动功率、最高转速、冷却方式等具体的要求，来设计内置的发动机，并且能据此给出最小的外廓尺寸；根据发动机主轴径向对承载、支承刚度等方面的参数要求不同设计磁浮轴承，并确定最小外廓尺寸，并且通过采用固体润滑的辅助轴承来保证轴承的工作性能良好；最后，要根据各个发动机的关键部件外廓尺寸来对中介机匣进行改进设计，并运用动力学知识来分析计算磁浮轴承转子系统转子的临界转速。
结束语
综上所述，涡扇发动机的多电技术通过将力学、计算机技术、电磁控制理论等多学科的技术与知识有机结合，能够更好的解决涡扇发动机存在的问题。但是就目前的情况而言，我国的技术水平还比较落后，应该突破学科和行业间的壁垒，将各个学科的优秀成果互相学习与借鉴，不断完善航空发动机的功能。
（作者单位：辽宁省沈阳市沈阳飞机设计研究所）
随着航空技术的不断发展，对动力系统提出了更加严格的要求，要求发动机的性能指标较高，实践的操作性和可维修性较高，因此也就对发动机的功率要求较高。通过在涡扇发动机中应用多电技术，可以有效的解决目前航空发动机中存在的问题，并且能不断促进航空动力系统完善，提高航空工业整体发展水平。
随着社会经济的发展，人们对航空技术的要求越来越高，要求航空发动机在保证性能的同时还能有效的减少对能源的消耗。通过在涡扇发动机中应用多电技术可以有效的降低动力系统的重量和成本，还能提高发动机的维护性与可靠性，为全电飞行器的不断发展与完善奠定了技术基础。
一、涡扇发动机多电技术的关键技术
（一）涡扇发动机应用多电化技术的主要特征
一般的航空发动机不仅要作为飞机的推进装置，还要为飞机系统提供电源、环控引气等驱动力。发动机主要由磁浮轴承、辅助轴承、内置式起动（发电机）和分布式控制系统等关键部件组成。应用多电技术对这些部件中所运用的技术进行改善，并不断提高这些部件的一体化水平。涡扇发动机应用多电化技术的主要特征具体表现为：1、代替传统的滚动式轴承，选用可主动控制的磁浮轴承，并逐渐取消发动机中滑油润滑和密封系统；2、通过电气传动附件来实现发动机电气化传动，而不是通过机械液压式传动，并且要渐渐的将发动机中负责功率输出轴和发动机附件机匣消除掉；3、控制系统变更为分布式控制系统，将集中式全权限数字电子控制系统淘汰；4、发动机实现启动功能的能量来自内置式的发动机系统，通过高压转子的带动输出功率。
（二）涡扇发动机的多电技术中的关键技术
在基于多电技术的航空发动机中的主要部件包括磁浮轴承、辅助轴承、内置式发电机和分布式控制系统等多个部分。基于这些部件的特殊性，涡扇发动机中的关键技术因为多与此有关。
（一）磁悬浮轴承设计技术
在涡扇发动机上安装磁浮轴承，首先就要求其是否可以承受高温环境，把轴承在高温环境中的支撑的可控性和可靠性作为评价的第一标准。在进行研究的时候要注意解决非接触式高温位置传感器、耐高温电磁线圈绝缘材料以及小型化电磁轴承电气控制系统各个部件之间的关系。
（二）辅助轴承设计技术
当发动机开始工作和磁浮轴承系统出现故障的时候要注意对轴承的养护，使它能够继续工作。因此就要加深对已经出现故障并失效的辅助轴承进行保护的研究，为了能够保证在飞机降落的过程中轴承和转子能够正常工作，还要研究冲击动力学。
（三）为了保证发动机个部件的功能
在设计发动机时就应该集中解决部件的耐高温性和绝缘性、解决在高温和超转的情况下应力作用对转子材料的干扰，同时还要探索控制电机冷却和涡流损耗的方法，减少能源的消耗。
（四）分布式控制设计技术
在应用分布式控制设计技术时要解决功率电子器件等的耐高温性能和散热问题。加强多余度数字处理机和技术处理水平。在发动机工作的过程中，要对轻量变速和变流量电动燃油泵的精度进行控制与研究。
二、涡扇多电航空发动机总体方案的初步设想
通过对较为成熟的某一涡扇发动机作为验证技术并进行一定的改进研究与设计。主要就是对该发动机的内置起动机、磁浮轴承的一体化设计。
（一）部件平台验证方案
通过在压气试验件上运用内置起动机、磁浮轴承的一体化，不仅使空间的位置增加，如果还需要扩展空间，就可以通过重新设计进油壳等部件来实现，同时由于对结构的整体改动较小，可以直接就利用试验器上的工艺整流机匣，因此在早期的研究验证过程中风险较小，容易控制。通过高压环境来验证试验件转子上的内置发动机装置的性能以及实现3支点位置的轴承采用主动控制系统，提高发动机的智能化水平。通过选取两种不同的起飞方式进行比较，对发动机的转速范围进行确定。为了对发动机系统中的磁浮轴承的性能进行检验，可以利用发动机，可以来验证发动机低速运转条件下，磁浮轴承系统整体的稳定性、支撑的刚度以及发动机的启动转矩等性能，用自带的发动设备，来验证高转速实验情况下磁浮轴承系统的整体性能。
（二）分布式控制系统关键技术
为了验证在发动机中分布式控制系统的关键性技术，可以把控制系统采用数字式控制来进行研究，然后同发动机的多电技术和其他的关键部件进行研究。可以在研究的时候，首先将试验件的启动方式由燃油介质的传动改为电力驱动的启动模式，只有改变了控制方式和启动方式，才能验证控制系统是否具备可行性，性能是否完善；其次，要检验试验件的发动机启动时分布式控制系统的整体结构以及运行模式是否发生变化；最后可以结合目前小型化智能化传感器等附件的最新研究成果，对分布式控制系统的方案设计进行整体性的验证和分析。
（三）整机平台验证方案
采取整机平台实验方案主要是为了实现发动机、磁浮轴承和电力驱动系统的一体化技术。在进行验证时，首先需要在发动机的高压转子处2、3支点部位装置一个内置的起动机，根据实际的需要对中介机匣内部空间进行改造设计；其次根据发动机对内置发动机的启动功率、最高转速、冷却方式等具体的要求，来设计内置的发动机，并且能据此给出最小的外廓尺寸；根据发动机主轴径向对承载、支承刚度等方面的参数要求不同设计磁浮轴承，并确定最小外廓尺寸，并且通过采用固体润滑的辅助轴承来保证轴承的工作性能良好；最后，要根据各个发动机的关键部件外廓尺寸来对中介机匣进行改进设计，并运用动力学知识来分析计算磁浮轴承转子系统转子的临界转速。
结束语
综上所述，涡扇发动机的多电技术通过将力学、计算机技术、电磁控制理论等多学科的技术与知识有机结合，能够更好的解决涡扇发动机存在的问题。但是就目前的情况而言，我国的技术水平还比较落后，应该突破学科和行业间的壁垒，将各个学科的优秀成果互相学习与借鉴，不断完善航空发动机的功能。
（作者单位：辽宁省沈阳市沈阳飞机设计研究所）