某型航空發(fā)動機(jī)性能測試方法研究

李曉明，趙 鵬，馮志書（.空軍航空大學(xué) 飛動系，吉林 長春 300；.空軍航空大學(xué) 指揮系，吉林 長春 300）

某型航空發(fā)動機(jī)性能測試方法研究

李曉明1，趙 鵬1，馮志書2
（1.空軍航空大學(xué) 飛動系，吉林 長春 130022；2.空軍航空大學(xué) 指揮系，吉林 長春 130022）

針對某型航空發(fā)動機(jī)內(nèi)外場電氣附件測試、壓力檢測、轉(zhuǎn)速檢測3個方面存在的困難，采取自動化測試技術(shù)，利用模塊化設(shè)計思想研究其性能測試方法。研究表明，該方法可實現(xiàn)航空發(fā)動機(jī)電氣附件、壓力、轉(zhuǎn)速的快速測試檢測，提高參數(shù)檢測精度。

航空發(fā)動機(jī)；性能測試；方法

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，航空裝備領(lǐng)域發(fā)生了以電子技術(shù)為主要推動力、以信息技術(shù)為核心的新技術(shù)革命，航空裝備得到了跨越式的發(fā)展［1-2］。同時高技術(shù)裝備必須要用高技術(shù)手段來保障，兩者必須協(xié)調(diào)發(fā)展［3］，否則，航空裝備就不能充分發(fā)揮其效能，就會出現(xiàn)航空裝備“腿長”，技術(shù)保障裝備“腿短”的現(xiàn)象。

目前自動檢測測試技術(shù)已應(yīng)用于多個領(lǐng)域［4-5］，本文針對某型航空發(fā)動機(jī)內(nèi)外場電氣附件測試、壓力檢測、轉(zhuǎn)速檢測3個方面存在的困難，探索其性能測試的原理及方法，從而實現(xiàn)快速高效地對發(fā)動機(jī)部件、信號進(jìn)行檢測，解決航空發(fā)動機(jī)與技術(shù)保障不協(xié)調(diào)的問題，顯著提升航空發(fā)動機(jī)技術(shù)保障能力。

1 總體研究方案

本研究根據(jù)航空發(fā)動機(jī)的潛在故障及故障發(fā)生部位，利用模塊化設(shè)計思想進(jìn)行方案的總體研究［6］。首先，為保證方案的可行性，通過供電電纜接通27V地面電瓶車或飛機(jī)上的27 V照明插座向測試系統(tǒng)供電，并利用DC-DC變換器對供電電壓進(jìn)行穩(wěn)壓與轉(zhuǎn)換以滿足測試系統(tǒng)各功能的需要；其次，通過測試電纜與飛機(jī)、發(fā)動機(jī)的對應(yīng)插座相連，參數(shù)信號經(jīng)過調(diào)理模塊進(jìn)入對應(yīng)的測試模塊進(jìn)行檢測，各參數(shù)的信號通過數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；最后，檢測數(shù)據(jù)傳遞給數(shù)據(jù)采集卡后，數(shù)據(jù)采集卡輸出兩路信號，一路信號使控制器工作，控制器控制相應(yīng)的信號燈燃亮或控制繼電器通斷，另一路信號通過數(shù)字顯示屏顯示相應(yīng)數(shù)值。其設(shè)計框圖如圖1所示。

圖1 總體設(shè)計方案

2 測試模塊設(shè)計

在整體設(shè)計的基礎(chǔ)上，本方案采用模塊化設(shè)計思想［4］針對航空發(fā)動機(jī)具體故障部位設(shè)計測試模塊，主要包括：電氣附件測試模塊、壓力測試模塊和轉(zhuǎn)速測試模塊。

2.1 電氣附件測試模塊設(shè)計

某型航空發(fā)動機(jī)起動電路和狀態(tài)電路中有多個電氣附件，主要包括起動燃油電磁閥、燃油急降電磁閥、起動補(bǔ)油電磁閥、起動點火線圈、加力點火線圈、主油路汽化器電磁開關(guān)、副油路汽化器電磁開關(guān)、加力電磁閥、補(bǔ)充放氣電磁開關(guān)、狀態(tài)操縱盒。各電氣附件工作是否正常直接影響發(fā)動機(jī)的起動、加力和正常工作狀態(tài)［5］。內(nèi)場更換發(fā)動機(jī)時需要對各電氣附件及線路進(jìn)行檢查，以判斷其工作是否正常。

電氣附件測試模塊主要用于發(fā)動機(jī)在裝機(jī)前和發(fā)動機(jī)電氣附件發(fā)生故障時檢測各電氣附件及線路工作是否正常。電氣附件通過測試電纜與飛機(jī)的插座相連，由于需要檢測的參數(shù)多且為電流信號，本模塊通過數(shù)據(jù)采集卡控制繼電器的方式進(jìn)行信號選擇。當(dāng)需要檢測某個部附件時，控制器控制數(shù)據(jù)采集卡通過分控器進(jìn)行片選，接通相應(yīng)的繼電器，信號經(jīng)過隔離傳感器、信號調(diào)理模塊的處理，向數(shù)據(jù)采集卡輸入信號，通過顯示屏進(jìn)行顯示，當(dāng)超過規(guī)定值時，相應(yīng)的報警燈亮。

檢查狀態(tài)操縱盒時，通過不斷改變操縱盒搖臂相應(yīng)地改變向數(shù)據(jù)采集卡輸入的信號，數(shù)據(jù)采集卡通過分控器控制相應(yīng)的位置指示燈燃亮，從而檢測狀態(tài)操縱盒性能。通過此模塊可實現(xiàn)發(fā)動機(jī)電氣附件的全部檢測，其測試模塊設(shè)計框圖如圖2所示。

圖2 電氣附件測試模塊設(shè)計圖

2.2 壓力測試模塊設(shè)計

壓力測試模塊主要用來檢測副油道燃油壓力、加力總管壓力、主液壓泵壓力、助液壓泵壓力、滑油壓力、P2壓力、P2′壓力、P2″壓力以及發(fā)動機(jī)高空加速性試驗的真空度。壓力測試模塊設(shè)計框圖如圖3所示。

圖3 壓力測試模塊設(shè)計圖

（1）對除真空度以外的壓力信號進(jìn)行檢測

發(fā)動機(jī)試車時，將壓力膠管連接于發(fā)動機(jī)相應(yīng)的壓力采集點上，壓力信號傳送給壓力測試模塊的壓力傳感器，壓力傳感器將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?jīng)過壓力檢測電纜送往數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)通過顯示屏顯示具體壓力值。

（2）對于真空度的檢測

首先通過抽真空設(shè)備進(jìn)行抽真空，將壓力膠管一端與發(fā)動機(jī)抽真空接頭相連接，數(shù)據(jù)采集卡采集壓力傳感器電信號，控制真空泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時通過顯示屏顯示壓力值，當(dāng)達(dá)到預(yù)定真空度時，數(shù)據(jù)采集卡輸出信號控制真空泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)，保持真空度不變，進(jìn)行發(fā)動機(jī)高空加速性試驗。

2.3 轉(zhuǎn)速測試模塊設(shè)計

轉(zhuǎn)速測試模塊采用兩個測試電路：高壓轉(zhuǎn)速測試電路和低壓轉(zhuǎn)速測試電路。兩路測試信號均與發(fā)動機(jī)的插頭進(jìn)行連接。

低壓轉(zhuǎn)速測試電路通過隔離傳感器將傳感器輸出信號與發(fā)動機(jī)電路信號隔離，消除信號干擾，測試信號傳送給數(shù)據(jù)采集卡，并在顯示屏顯示具體值。

高壓轉(zhuǎn)速測試電路通過隔離傳感器將傳感器輸出信號與發(fā)動機(jī)電路信號隔離，消除信號干擾，測試信號傳送給數(shù)據(jù)采集卡，在顯示屏顯示具體值。此外，高壓轉(zhuǎn)速還控制信號燈1和信號燈2的燃滅，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到規(guī)定值時，相應(yīng)的信號燈燃亮，同時，數(shù)據(jù)采集卡輸出信號控制轉(zhuǎn)速操縱盒6個相應(yīng)觸點接通，相應(yīng)的信號燈燃亮。轉(zhuǎn)速測試模塊設(shè)計框圖如圖4所示。

3 結(jié)論

本文主要針對某型航空發(fā)動機(jī)綜合性能測試存在的困難，利用自動測試技術(shù)以及模塊化設(shè)計思想進(jìn)行研究，探究該型航空發(fā)動機(jī)綜合性能測試的新途徑，并對方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，分別設(shè)計了電氣附件測試模塊、壓力測試模塊和轉(zhuǎn)速測試模塊，實現(xiàn)了對該型航空發(fā)動機(jī)性能的綜合測試，提高了維修保障效率。

Study on performance testing method of a certain aeroengine

Li Xiaoming1，Zhao Peng1，F(xiàn)eng Zhishu2
（1.Aircraft Dynamics Department，Aviation University of Air Force，Changchun 130022，China；2.Campaign and Command Department，Aviation University of Air Force，Changchun 130022，China）

The performance testing method is studied based on automation testing technology and modular design idea aiming at the difficulties on electrical accessories test，pressure test and speed test of aeroenging inside and outside.This method can be used to test the electrical accessories，pressure and speed quickly and improve the testing accuracy.

aeroengine；performance testing；method

TP206+.1

A

1674-7720（2015）18-0080-02

李曉明，趙鵬，馮志書.某型航空發(fā)動機(jī)性能測試方法研究［J］.微型機(jī)與應(yīng)用，2015，34（18）：80-81，88.