發動機安裝損失試驗測試技術研究

金可

摘要：直升機發動機裝機后，通常需要進行安裝損失的飛行試驗，通過對發動機進氣溫升及進氣壓損等數據的測量，利用發動機性能計算軟件，分析裝機狀態下的發動機性能變化，隨著測試參數的數量提升和精度要求的不斷提高，利用傳統的測試技術方法越來越滿足試驗任務要求。通過引入新的測試技術，構建新的測試系統構架，來實現直升機發動機安裝損失試驗的精確測量，為發動機安裝損失的分析提供更好的數據支撐。

關鍵詞：直升機 安裝損失 UMA2000 壓力測量

一、引言

直升機發動機裝機后，通常需要進行安裝損失的飛行試驗，通過對發動機進氣溫升與進氣壓損等數據的測量，利用發動機性能計算軟件，分析安裝后的發動機性能。傳統的試驗任務要求的測試參數較少，使用常規測試方案即可實現。隨著我國經濟實力的不斷提升，直升機在各行各業的應用也越來越廣泛，特別是在山區和高原使用時，高度和環境溫度迅速變化會給發動機的有效功率帶來重大影響，這就要求直升機發動機具有良好的高空性能和溫度特性。因此獲得更準確的發動機進氣溫升與進氣壓損等數據，可以更好地掌握發動機安裝損失情況，對于設計人員分析裝機狀態下的發動機性能變化具有重大意義。

二、系統測試方案

（一）測量原理

直升機發動機安裝損失試驗需要測量3部分參數，分別為溫度測試參數，壓力測試參數及直升機飛行狀態參數。原先測試方法如下：

溫度測試方法是通過在每臺發動機進氣網布置12個Pt100溫度傳感器，通過UMA2000采集器的UMA2022-CS溫度測試板卡獲得進氣溫升數據（通過加裝偏置電壓可進一步提高溫度測試精度）。

壓力測試方法是通過在每臺發動機特定部位安裝氣壓管路，由壓力傳感器轉化為電信號供UMA-2014LV測試板卡采集獲得進氣壓力數據，包括大氣靜壓、大氣總壓、發動機進氣靜壓（2個/發，均布，安裝于后防火墻），發動機電子放氣活門壓力（1個/發），發動機壓氣機出口靜壓（1個/發）

直升機飛行狀態參數通過UMA2000測試系統相應測試板卡采集記錄。

隨著測試任務要求的不斷提高，為了更好的掌握發動機進氣道的壓力場分布情況，新的測試任務中測試參數的數量有了大量增長，除要求測量發動機進氣網均布的溫度傳感器外，還需要在每臺發動機上引接由發動機廠家自帶的均布壓力探針9支，每支4個壓力測點，共計36測試通道。探針尺寸為1/16英寸，壓力探針分布示意圖見圖3，此外還需要測量大氣靜壓和總壓，壓氣機出口壓力及直升機飛行狀態參數。

壓力測試參數的大量增加，如果仍采用傳統的測試方法，存在以下不足：

1.大量壓力傳感器的安裝氣壓管路轉接較多，對管路氣密性要求較高，給測試改裝和日常檢查維護帶來較大難度；

2.電氣線路連接復雜，且每個傳感器都要求獨立供電；

3.高精度的壓力傳感器價格昂貴，需采購大批量時，成本急劇增加。

（二）壓力掃描閥測試原理

壓力掃描閥ZOP17/Px通過將壓力測試管路集成到掃描閥內部，通過壓力通道控制電磁閥來實現壓力源的選擇，從P1到Px。這樣大大簡化了測試線纜和壓力轉接過程，整個掃描閥有一個統一的參考靜壓。被測信號的氣動連接通過專用配套的標準件接頭進行連接，傳遞壓力信號的專用尼龍管路連接至連接器，中間可以允許管道、T型連接與交叉連接登對氣動管路進行擴展。

ZOC17/Px可根據實際要求采購不同量程，典型狀態下其精度要求可達0.1%，同時最高掃描頻率可達50KHz。掃描閥測得的是相對壓力，如需要所在測點的絕對壓力，測得的相對壓力可通過加上靜壓轉化為絕對壓力，掃描閥內部壓力測量模塊示意圖見圖5

ZOC17/Px的壓力采集輸出需要連接與多種形式的控制器與數據采集設備，也可以使用第三方控制器進行控制，本方案中采用UMA2080測試板卡解碼ZOC17/Px的多路輸出。首先，通過UMA2080板卡輸出地址碼，壓力掃描閥依據地址碼來選通對應的壓力源，輸出壓力信號。然后UMA2080板卡對壓力掃描閥輸出的壓力信號進行采集，通過地址碼的循環輸出即可完成所有壓力信號的采集，最后由UMA2000測試系統進行記錄。

三、結束語

（1）本方案針對直升機發動機安裝損失提供了一種新的測試方法，壓力掃描閥的使用對于大數量壓力數據的采集具有重要意義，可以大大簡化測試改裝難度，同時有效降低成本。

（2）多個壓力掃描閥可以通過集聯方式實現多壓力通道的數據同步采集，只需在測試末端進行線路連接即可。