1.课题来源与背景

根据使用环境温度、放电能量、寿命等技术要求的不同，航空发动机点火技术有高压线圈点火系统、振子式点火系统及晶体管式点火系统。高压线圈点火系统属于小能量、高频率，主要用于涡轴、涡桨发动机点火；振子式点火系统由于使用环境温度高、能量大，普遍用于大推力涡扇发动机点火；晶体管式点火系统使用环境温度低，一般用于130℃以下，可靠性高、寿命长，常用于起动机、燃气轮机及小型的涡扇、涡喷发动机点火。目前，现有点火系统装备发动机后，在高原环境存在发动机点火起动困难，点火成功率低的现象，为了解决该问题，需要研发新一代的点火系统，我公司依据技术协议要求开展了点火系统研制。

2.技术原理及性能指标

2.1 技术原理

点火系统主要功能为发动机在地面和空中起动过程中，点燃燃烧室内燃油空气混合气。点火装置将输入的直流电变换成高压脉冲电，点火电缆将高压脉冲能量传递给半导体电嘴，半导体电嘴将高压电能在放电端形成火花放电。

点火装置为一个电源输入口，两个高压输出口的结构，电路为低压电容放电结构。点火装置由盖板、壳体组件、滤波电路、三极管组件、储能电容器、电路板组件、放电管、硅堆、变压器、输出电感和电阻等零组件组成，输入直流电后，通过滤波电路后采用单端反击式的晶体管逆变电路，通过升压变压器升压后，储能电容量储能，当储能电容器的电压达到放电管的放电电压后，放电管击穿导通，储能电容器的储能通过放电管释放，输出高压脉冲电能；点火电缆由接触帽盖、专用螺母、绝缘管、衬套、导线、心杆、弯管等零组件组成，为插针式结构，一端与点火装置的心杆弹性过盈连接，另一端与半导体电嘴中心电极平面弹性连接；外屏蔽层一端通过螺帽与点火装置高压输出座螺纹连接，另一端通过螺帽与电嘴螺纹连接，通过外部金属结构及内部高压导线构成传输通道，将点火装置高压电能输送给电嘴放电端；电嘴由接触帽盖、壳体、绝缘管、衬套、绝缘体、中心电极、侧电极等零组件组成，与接触装置连接端为插针式结构，放电端采用齐平式结构，利用放电端的半导体元件产生起始电流，形成电子崩，释放电能，产生电火花。

2.2战技指标

1）最大使用高度：6000m；

2）使用环境温度：点火装置为(-50～+125)℃，半导体电嘴为(-50～+850)℃，点火电缆为(-50～+250)℃，存放环境温度（-55～+70）℃；

3）工作制式：短时重复，允许连续起动三次，工作时间30s，每次间隔不小于1min，再次起动至少间隔20min。特殊情况下，允许间隔1min再次起动；

4）输入电压：10VDC～30VDC

5）输入电流：不大于2A（输入电压为18VDC～30VDC）

6）输出电压：不小于2500V；

7）放电频率：不低于6Hz（输入电压为18VDC～30VDC）；

3 技术的创造性与先进性

①点火电缆首次采用冷挤压方式，通过改进金属接头冷挤压部位尺寸、设计专用冷挤压模具等几方面进行调整，从而提高电缆连接可靠性。

②点火装置采用两级共模滤波电路和一级差模滤波电路，对产品内部产生的低频和高频传导电磁干扰信号进行有效滤除，同时，对内部有极性的电容器进行反向保护，提高点火装置电磁兼容能力。

③电嘴放电端在工作过程中，会产生电腐蚀，造成半导体材料损耗，为此我厂专门自主研发了一种半导体材料，该材料是在以GLC-58陶瓷为基体，表面浸涂烧结半导体材料在氧化气氛中烧结的高温半导体涂层BY-2-1，该材料在半导体涂层BY-2材料基础上改进，通过改变材料配方、化学反应机理提高材料耐电腐蚀能力，增加矿化剂的含量，提高半导体陶瓷材料的机械性能，通过优化材料的烧结工艺，提高半导体陶瓷材料的耐高温腐蚀性能，从而延长了电嘴的寿命。

4.技术的成熟度，使用范围和安全性

该型点火系产品统按程序完成了方案阶段、初样研制阶段、试样研制阶段和设计鉴定工作，已完成了全部设计鉴定试验。在外场试验及部队试飞过程中点火系统工作可靠稳定，所有的外城设计鉴定试验项目均通过了考核。

2016年7月，该项目通过了陆航定办组织的鉴定审查会。

5.应用情况及存在的问题

该型点火系统研制成功，使我国航空发动机点火技术上升到一个新的台阶。其技术成果已应用到新研的涡轴发动机、同类辅助动力装置点火系统产品上，对于点火系统产品整体质量的提高起到了很大的借鉴和促进作用。随着产品成熟度提高，生产数量的增加，必将成为我厂经济效益提高的支柱品种。

6.历年获奖情况

2019年1月，《XX直升机辅助动力装置点火系统研制》被评为公司科技成果二等奖