航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

馬 飛

(中國航空工業(yè)空氣動(dòng)力研究院，哈爾濱 150001)

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航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

馬 飛

(中國航空工業(yè)空氣動(dòng)力研究院，哈爾濱 150001)

對航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，并針對當(dāng)前急需解決的航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)的構(gòu)建問題提出相應(yīng)的解決策略，同時(shí)探討航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)；自動(dòng)化；測控系統(tǒng)；發(fā)展趨勢；分析

1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)特點(diǎn)

第一，航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)的邏輯判斷能力和運(yùn)算處理能力要非常強(qiáng)，由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控工作自身的工作量極大，而且工作任務(wù)非常復(fù)雜，因此自身一定要具備上述兩種能力，才能夠保證這一測控系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

第二，航空測控對測試的速度要求非常高，而且要保證測試的精準(zhǔn)度，所以研究人員還要確保系統(tǒng)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行實(shí)時(shí)的測量和分析，并且在多次測量上獲取平均值，才能夠保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

2 測控系統(tǒng)構(gòu)建需解決的問題

第一，發(fā)動(dòng)機(jī)控制通道過多導(dǎo)致相關(guān)的檢測設(shè)備系統(tǒng)變得笨重且復(fù)雜，整體運(yùn)行效率大大降低，這時(shí)需要消耗很長的時(shí)間和精力來完成相關(guān)的檢測工作，也在客觀上給航空發(fā)動(dòng)機(jī)增加了運(yùn)行負(fù)擔(dān)，時(shí)間一長就會(huì)對發(fā)動(dòng)機(jī)的使用年限造成非常多的影響。第二，航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)在運(yùn)行中人為干預(yù)的可能性非常大，而且其自動(dòng)化測量程序還處于低測控狀態(tài)，因此，最終測試結(jié)果的有效性很難得到保障。第三，航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)的自動(dòng)化程度目前難以達(dá)到理想的運(yùn)行狀態(tài)，而且運(yùn)行參數(shù)也做不到實(shí)時(shí)記錄，很多數(shù)據(jù)都是事后進(jìn)行補(bǔ)充，因此數(shù)據(jù)的信息管理功能達(dá)不到實(shí)際需求。

這些問題的出現(xiàn)不僅會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)化測控系統(tǒng)的性能降低，而且還會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障卻不能及時(shí)維護(hù)解決，基于此種情況，要采取積極有效的措施來對航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，進(jìn)一步提升發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)發(fā)展對策

第一，實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化對應(yīng)軟件流程測控方案的制定。總地來說，這一部分主要會(huì)涉及數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示線程以及檢測主控線程三個(gè)環(huán)節(jié)。第二，運(yùn)用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)來檢測航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。這一環(huán)節(jié)的任務(wù)主要在于檢測發(fā)動(dòng)機(jī)在開機(jī)狀態(tài)下，制定出與之相對應(yīng)的動(dòng)態(tài)檢測方案。第三，運(yùn)用監(jiān)測點(diǎn)搜索方法，需要運(yùn)用自動(dòng)引入信號(hào)的方法來實(shí)現(xiàn)對發(fā)動(dòng)機(jī)以及控制器監(jiān)測點(diǎn)位置的調(diào)整，從而設(shè)計(jì)出一種遞增的搜索算法，進(jìn)而完成相關(guān)的測控任務(wù)。

4 航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)改進(jìn)策略

4.1 硬件結(jié)構(gòu)及信號(hào)的調(diào)整

研究人員要先對系統(tǒng)硬件的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷的優(yōu)化和完善，主要調(diào)整的部分為主控板、多功能版、電源單元及信號(hào)等組成部件，等等。除此之外，研究人員還要實(shí)現(xiàn)對小信號(hào)的調(diào)理，通過實(shí)驗(yàn)會(huì)發(fā)現(xiàn)，熱電偶的信號(hào)相對較小，傳輸?shù)木嚯x也比較長，所以對小信號(hào)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整非常有必要。

4.2 加強(qiáng)測試隊(duì)伍建設(shè)

當(dāng)今世界正進(jìn)行著科技力量的競爭，而掌握科技的人才也就成為了各大領(lǐng)域爭相關(guān)注的對象，對于航空領(lǐng)域的發(fā)展來說，培養(yǎng)一批優(yōu)秀的專業(yè)技術(shù)人才是提升航空測試技術(shù)的關(guān)鍵，所以，不僅要依靠我國的高等院校來培養(yǎng)新的人才力量，各個(gè)單位還要注重在實(shí)際工作中不斷加強(qiáng)對測控技術(shù)隊(duì)伍的培養(yǎng)，尤其是對原領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)人員的再教育，只有全面提升了專業(yè)技術(shù)水平才能夠保證航空測控的進(jìn)一步發(fā)展。

4.3 加強(qiáng)管理

建議航空領(lǐng)域來作為業(yè)務(wù)的主管機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)對總公司內(nèi)各個(gè)測試專業(yè)、院校以及整機(jī)內(nèi)的相關(guān)測試研究，做好相關(guān)的指導(dǎo)工作，運(yùn)用自上而下、自下而上相結(jié)合的方法，系統(tǒng)性地制定航空測控技術(shù)發(fā)展的規(guī)劃方案，并真正將其落實(shí)到實(shí)處。除此之外，還要加強(qiáng)對全新開發(fā)的測試設(shè)備進(jìn)行研究，著重研究設(shè)備的運(yùn)行可行性，對新設(shè)備進(jìn)行全面的監(jiān)督和管理，這樣可以有效避免在實(shí)際運(yùn)行中操作上的重復(fù)。

4.4 加強(qiáng)試驗(yàn)仿真技術(shù)的研究

自動(dòng)測試與傳感器之間的聯(lián)系非常緊密，傳感技術(shù)對社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展都有極大幫助，而在航空發(fā)動(dòng)機(jī)測控技術(shù)中，傳感技術(shù)的運(yùn)用也極大提升了測控技術(shù)的整體水平，除了傳感技術(shù)，像光纖技術(shù)、紅外技術(shù)等都屬于非接觸測量這一環(huán)節(jié)，這些技術(shù)手段主要研究發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)流物理現(xiàn)象，所以專家學(xué)者對這些技術(shù)手段也極為重視。

試驗(yàn)仿真技術(shù)是當(dāng)前高新技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展中非常受歡迎的技術(shù)之一，它主要是通過計(jì)算機(jī)模擬環(huán)境，在逼真的條件下獲取發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)流數(shù)據(jù)。運(yùn)用仿真技術(shù)不僅可以極大的縮短試驗(yàn)的時(shí)間，而且還能節(jié)約試驗(yàn)的成本，試驗(yàn)設(shè)備的獲取范圍得到了擴(kuò)大，而且這一技術(shù)對動(dòng)態(tài)參數(shù)測量方法和測試設(shè)備的選擇也非常有幫助。

4.5 引入先進(jìn)的技術(shù)手段

為了研究新的測控技術(shù)，適當(dāng)引入一些國外先進(jìn)技術(shù)非常有必要，研究人員在借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)之后，自身的發(fā)展速度也會(huì)得到提升，這也是我們從之前的仿制到自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)國產(chǎn)化的關(guān)鍵途徑，而加強(qiáng)測控技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，還需要不斷與各大高校進(jìn)行合作，發(fā)揮各自優(yōu)勢，集中科技力量，對技術(shù)中存在的難點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)研究。

4.6 做好相關(guān)的配套工作

目前我國測控技術(shù)的發(fā)展主要以微機(jī)為核心，相關(guān)的配套應(yīng)用傳感器技術(shù)為基礎(chǔ)的技術(shù)手段。當(dāng)前對于測控技術(shù)的研究，每年都從國外購買先進(jìn)的測控設(shè)備，而購買最多的就是自動(dòng)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，國產(chǎn)系統(tǒng)與國外系統(tǒng)相比，其性能基本一致，但傳感器以及相關(guān)的應(yīng)用軟件在配套上并不是很吻合，再加上國產(chǎn)的系統(tǒng)使用年限也沒有國外系統(tǒng)使用年限長，這些方面都需要不斷提高自身系統(tǒng)的質(zhì)量，不斷完善應(yīng)用配套設(shè)施，以此來解決產(chǎn)品的質(zhì)量問題，保證國產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

5 航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)發(fā)展趨勢

第一，航空自動(dòng)化測控系統(tǒng)的檢測效率得到明顯提升，能夠在相對較短的時(shí)間內(nèi)完成與之相對應(yīng)的檢測任務(wù)，簡化了檢測程序。第二，航空檢測自動(dòng)化的程度越來越高，相關(guān)的參數(shù)記錄可以自行完成，數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度得到了提升，數(shù)據(jù)管理性能非常優(yōu)越。第三，航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)的整體構(gòu)成也在不斷簡化當(dāng)中，相關(guān)的技術(shù)參數(shù)會(huì)越來越高，其性能也會(huì)越來越完善。

6 結(jié)語

對于航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)來說，其構(gòu)建除了要保證發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控任務(wù)的有效完成，還要保證測控的整體質(zhì)量和效率。隨著技術(shù)手段的不斷更新完善，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)化測控方面所積累的經(jīng)驗(yàn)越來越多，其性能會(huì)逐漸提升，這些經(jīng)驗(yàn)在保證航空系統(tǒng)可靠性等方面發(fā)揮的作用也越來越重要，這也是我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測控系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展的有效依據(jù)。

[1] 楊平.環(huán)境友好的高效航空發(fā)動(dòng)機(jī)[J].全球科技經(jīng)濟(jì)瞭望，2000，(06):45.

[2] 劉建軍.烏克蘭航空發(fā)動(dòng)機(jī)總體設(shè)計(jì)技術(shù)培訓(xùn)體會(huì)[C]//中國航空學(xué)會(huì)第七屆動(dòng)力年會(huì)論文摘要集.2010.

[3] 劉洋，崔峰.航空發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)管故障分析及改進(jìn)措施研究[C]//中國航空學(xué)會(huì)第七屆動(dòng)力年會(huì)論文摘要集.2010.

[4] 雷宗山，張瑩松，楊武奎.航空發(fā)動(dòng)機(jī)零、部件修理研究[C]//第十五屆中國科協(xié)年會(huì)第13分會(huì)場：航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)論文集.2013.

[5] 王豐產(chǎn)，孫有朝，吳海橋.大型民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)吸雨和吸雹適航驗(yàn)證方法研究[C]//2010年航空器適航與空中交通管理學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.2010.

[6] 萬玉成，孫倩，袁文君.基于可拓關(guān)聯(lián)函數(shù)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)磨損故障診斷方法[C]// Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference.2010.

[7] 袁荒，方潔，韓剛.表面噴丸工藝對航空發(fā)動(dòng)機(jī)高承載件低周疲勞壽命計(jì)算[C]//第十五屆全國疲勞與斷裂學(xué)術(shù)會(huì)議摘要及論文集.2010.

[8] 楊薇.航空發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性指標(biāo)工程評估方法研究[C]//中國航空學(xué)會(huì)第七屆動(dòng)力年會(huì)論文摘要集.2010.

Development trend of aeroengine automatic measurement and control system

MA Fei

(China Aeronautical Industry Aeronautical Research Institute, Harbin 150001, China)

This paper analyzes the characteristics of aeroengine automatic measurement and control system, puts forward the corresponding solution to the problem of automatic measurement and control system construction urgently needed to be solved. At the same time, the development trend of the aeroengine automatic measurement and control system is discussed.

Aeroengine; Automation; Measurement and control system; Development trend; Analysis

2016-11-20

馬飛(1984-)，男，碩士。

V233

B

1674-8646(2017)02-0032-02