过去,通用型燃烧分析系统KiBox主要应用于地面车辆的测量应用。但是今天,KiBox“直上云霄”:作为大陆航空科技公司新一代航空发动机开发流程的一部分,KiBox与该公司的工程师们一同跻身稀薄而寒冷的万里高空,开启新型发动机研发之旅。在KiBox的帮助下,工程师们成功完成对新一代发动机性能的优化工作。
高功率、低油耗——航空发动机与汽车发动机的预期发展目标大致相同。然而,航空发动机需在高空的恶劣环境条件下运行,这为航空行业的发动机开发带来了严峻的挑战。大陆航空科技有限公司,隶属于全球化运营的大陆航空科技,作为全球领先的小型飞机发动机制造商,其足迹遍及美国和德国。本世纪第一个十年间,大陆航空科技基于乘用车柴油发动机开发活塞式煤油飞机发动机。该发动机配备冗余电子控制系统,与普通飞机发动机相比,耗油量减少约40%,可将飞机的航程延长30%。活塞式煤油发动机的问世,标志着大陆航空科技在发动机技术革新上的一次飞跃,为业界发展设立了全新的风向标。
大陆航空科技有限公司测试和应用工程师David Dörner表示:“随着我们对发动机的不断开发,我们十分希望再次实现飞跃!”在高空,空气密度随高度提升而降低,此时空气阻力同步降低,因此燃料消耗也会降低。然而,高空飞行仍然面临诸多限制:飞机爬升高度时,发动机也须提高性能,以保证为飞机持续提供足够的升力。与大型喷气式飞机发动机不同,小型飞机发动机未配备涡轮增压器,或仅支持单级增压,因此其功率上限(持续运作情况下的最大飞行高度)与大型飞机发动机相比相差甚远。正因如此,优化发动机运行高度特性对新一代发动机的研发而言至关重要。
飞机从高空降落时,发动机输出功率较低,此时,为确保持续平稳运行,发动机须具备足够的压缩能量,以维持燃烧状态。否则,发动机会发生熄火现象,该现象与喷射式发动机的火焰丧失类似。此外,发动机还需具备另一项重要性能,即支持在10000英尺以上高空主动熄火并可靠重启。高空中的温度可低至零下两位数,因此,该性能的实现并非一蹴而就:燃烧过程的稳定性是取得成功的决定性因素。