一種基于飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)的控制線纜檢測(cè)技術(shù)

趙嬋 張旭洲

摘 要：在全尺寸飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)中，協(xié)調(diào)加載控制系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)件施加載荷并實(shí)施閉環(huán)控制，保證加載精度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)加載的可控性。連接各環(huán)節(jié)的控制線纜的好壞直接影響試驗(yàn)的安全性，為了解決控制線纜的故障檢測(cè)問題，提出了一種檢測(cè)方法，對(duì)其輸出信號(hào)進(jìn)行有效檢測(cè)，能夠在控制線纜接入控制系統(tǒng)閉環(huán)回路之前實(shí)現(xiàn)線纜完好性檢查，提高設(shè)備可靠性，保障試驗(yàn)件安全。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)；閉環(huán)控制；控制線纜；檢測(cè)方法

中圖分類號(hào)：V216 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）20-0147-02

Abstract： In the full-scale structural strength test of aircraft， the coordinated loading control system exerts load on the test piece and carries out closed-loop control， which ensures the loading accuracy and realizes the controllability of loading at the same time. The quality of the control cable connected to each link directly affects the safety of the test. In order to solve the problem of the fault detection of the control cable， a detection method is proposed， which can effectively detect the output signal of the control cable， realize the cable integrity check before the control cable is connected to the closed-loop of the control system， and improve the reliability of the equipment in order to ensure the safety of the test piece.

Keywords： structural strength test； closed loop control； control cable； detection method

1 概述

在全尺寸飛機(jī)結(jié)構(gòu)靜力/疲勞試驗(yàn)中，整個(gè)控制回路的試驗(yàn)加載控制系統(tǒng)、試驗(yàn)執(zhí)行元件、測(cè)量元件、試驗(yàn)件由各種線纜連接，試驗(yàn)需求的線纜數(shù)量規(guī)模大，數(shù)量多。試驗(yàn)安裝的線纜是否完好，不僅關(guān)系著試驗(yàn)執(zhí)行元件是否能正常使用，以及加載控制系統(tǒng)的命令是否能夠正確順利的傳達(dá)，測(cè)量元件獲得的反饋數(shù)據(jù)能否完整準(zhǔn)確的傳回，更關(guān)系著試驗(yàn)?zāi)芊耥樌踩倪M(jìn)行和試驗(yàn)件的安全[1]。

在現(xiàn)有條件下，由于各種線纜自身的原因，無法直接從外觀或表面上檢測(cè)其好壞，其線纜內(nèi)部導(dǎo)線的多樣性更為具體分析線纜狀態(tài)帶來了更大的困難。傳統(tǒng)方法通過萬用表對(duì)線纜進(jìn)行測(cè)量，一是耗時(shí)耗力，二是準(zhǔn)確性不高，容易出現(xiàn)誤操作。

為此，本文提出了一種在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)中準(zhǔn)確檢測(cè)控制線纜故障，增強(qiáng)試驗(yàn)設(shè)備的可靠性，確保不因試驗(yàn)設(shè)備原因引起試驗(yàn)件損壞，同時(shí)保證控制精度的線纜檢測(cè)裝置。

2 總體方案

充分考慮檢測(cè)目的，既能夠?qū)υ囼?yàn)用控制線纜直接進(jìn)行檢測(cè)，快速直觀準(zhǔn)確得出控制線纜是否正常，又能夠發(fā)現(xiàn)問題的具體部位，試驗(yàn)人員方便及時(shí)處理。架構(gòu)如圖1所示。

3 技術(shù)實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)組成

該裝置由檢測(cè)組件，輸出面板，輸出開關(guān)面板組成。輸出面板包含連接線纜的可更換的插座，輸出開關(guān)面板包含若干開關(guān)和指示燈。該裝置使用9V電池提供電源，電流在控制線纜和裝置中構(gòu)成一個(gè)整體回路，通過電流檢測(cè)控制線纜的通斷好壞。控制線纜中內(nèi)部導(dǎo)線兩兩一組，相互并聯(lián)，通過測(cè)試裝置的連接件，分別與裝置中的一個(gè)發(fā)光二極管串聯(lián)。任意一組線不通，打開該組開關(guān)時(shí)，該組發(fā)光二極管無反應(yīng)，就可以迅速發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行排查。

3.2 原理分析

如圖2所示，使用時(shí)，將控制線纜的兩頭分別與裝置相對(duì)應(yīng)的連接件連接上，接通電源，并依次按下檢測(cè)開關(guān)，指示燈是否正常發(fā)亮表明該指示燈對(duì)應(yīng)的控制線纜內(nèi)部傳輸線是否正常。該裝置能快速檢測(cè)線纜中每根導(dǎo)線的通斷狀況，檢測(cè)其導(dǎo)通、短路、開路、錯(cuò)接的連接關(guān)系、狀態(tài)及其所處位置，檢測(cè)應(yīng)接殼體（或屏蔽層）的導(dǎo)線是否良好連接，不應(yīng)接殼體（或屏蔽層）的導(dǎo)線是否出現(xiàn)異常連接。

4 電路設(shè)計(jì)

4.1 二極管驅(qū)動(dòng)電路

設(shè)備使用過程中需要靈活的人機(jī)交互，所以在二極管電路設(shè)計(jì)過程中引入了繼電器自鎖環(huán)節(jié)[2]，能夠在信號(hào)觸發(fā)以后自動(dòng)報(bào)警，如圖3所示。

4.2 蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路

二極管燈亮起時(shí)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器鳴叫，使檢測(cè)人員更迅速的發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)處理，如圖4所示，蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路。

整個(gè)控制電路設(shè)計(jì)使用了最少的元件種類、最少的元件數(shù)量，采用最合理的元件布局，使得結(jié)構(gòu)清晰明了，整個(gè)裝置輕便，節(jié)省空間，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化的方案。

5 試驗(yàn)驗(yàn)證

為了驗(yàn)證裝置的可靠性和有效性，對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證。首先做了功能測(cè)試，功能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，電路工作正常，元件工作穩(wěn)定。其次搭建了試驗(yàn)平臺(tái)，選取了200根傳感器線纜，200根伺服閥線纜和200根電磁閥線纜進(jìn)行檢測(cè)。將每根線纜的兩頭接入檢測(cè)裝置，線纜正常時(shí)，裝置運(yùn)行正常；線纜故障時(shí)，裝置反應(yīng)迅速，做出相應(yīng)動(dòng)作，通知試驗(yàn)人員及時(shí)處理。

6 結(jié)束語

目前，該裝置已應(yīng)用于多種型號(hào)飛機(jī)的靜力/疲勞試驗(yàn)中，在各項(xiàng)試驗(yàn)中及時(shí)有效地檢測(cè)出故障線纜。該裝置可以有效提高控制線纜檢測(cè)效率，保障試驗(yàn)安全，但在實(shí)際應(yīng)用過程中，存在二極管過流發(fā)熱等問題[3]，將在后續(xù)研究中解決。

參考文獻(xiàn)：

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