發(fā)動機測試技術論文(2)
發(fā)動機測試技術論文篇二
航空發(fā)動機燃油與控制系統(tǒng)測試技術研究
【摘 要】燃油與控制系統(tǒng)是航空發(fā)動機的神經(jīng)系統(tǒng)，其安全可靠性對航空發(fā)動機正常工作有致命的影響。為了確保科研階段航空發(fā)動機整機試驗及科研試飛安全可靠，必須對燃油與控制系統(tǒng)進行測試監(jiān)控，以便預先評估航空發(fā)動機燃油與控制系統(tǒng)的安全可靠性。本論文主要研究航空發(fā)動機整機試驗和科研試飛中燃油與控制系統(tǒng)的測試監(jiān)控技術。
【關鍵詞】航空發(fā)動機 整機試驗 科研試飛 燃油與控制系統(tǒng) 測試技術
1 引言
在航空發(fā)動機研制過程中，要經(jīng)過大量整機試驗和科研試飛才能最終確定燃油與控制系統(tǒng)的性能、可靠性和操縱性。在整機試驗和科研試飛中，臺面儀表僅顯示了發(fā)動機狀態(tài)和告警參數(shù)，幾乎沒有監(jiān)控顯示燃油與控制系統(tǒng)的相關參數(shù)。如果不對燃油與控制系統(tǒng)進行測試改裝，在整機試驗和科研試飛中則無法預估燃油與控制系統(tǒng)的安全可靠性，也不利于燃油與控制系統(tǒng)的故障排查。為了降低整機試驗和科研試飛的風險，必須加強燃油與控制系統(tǒng)的全面監(jiān)控，保障試驗安全可靠的進行。
2 燃油與控制系統(tǒng)組成
燃油與控制系統(tǒng)主要由離心式增壓泵、低壓燃油濾、燃油調(diào)節(jié)器、電子控制器、燃滑油散熱器、超轉放油閥、各類傳感器及電纜等附件組成。
3 燃油系統(tǒng)測試
燃油系統(tǒng)由離心式增壓泵、低壓燃油濾、燃油調(diào)節(jié)器、燃滑油散熱器及超轉放油閥等附件組成，其作用是將燃油輸送到燃燒室，保證航空發(fā)動機各種工作狀態(tài)下所需的燃油。飛機或臺面儀表僅監(jiān)控燃油濾堵塞和燃油壓力低兩個發(fā)動機燃油系統(tǒng)告警信號。因此，必須對燃油系統(tǒng)進行相應的測試改裝，才能全面監(jiān)控燃油系統(tǒng)的工作狀態(tài)，保證試驗安全進行。
3.1增壓泵進出口燃油壓力和燃油溫度的測試
燃油系統(tǒng)組成元件，尤其是燃油調(diào)節(jié)器只能在特定的進口燃油壓力和溫度范圍內(nèi)正常工作，否則工作異常，給發(fā)動機正常工作造成一定的影響。通過對增壓泵進出口燃油壓力和溫度進行測試監(jiān)控，可以避免燃油系統(tǒng)在燃油壓力和溫度規(guī)定值外工作。燃油壓力開關雖然具有燃油壓力低告警功能，但是不能對燃油壓力數(shù)值進行監(jiān)控。通過在燃油壓力開關和燃油管路連接處增加一個三通的管接頭，既不影響燃油壓力低告警功能，又可以監(jiān)控燃油壓力的實際值。在試驗過程中，一旦發(fā)現(xiàn)增壓泵后燃油壓力數(shù)值異常，便提醒操作員降低飛行高度或者打開飛機油箱增壓泵，避免造成不必要的損失。
3.2計量燃油流量和計量燃油壓力的測試
燃油系統(tǒng)首要的任務就是保證航空發(fā)動機各種工作狀態(tài)下的燃油需求，燃油調(diào)節(jié)器便是完成該任務的執(zhí)行機構。電子控制器根據(jù)發(fā)動機狀態(tài)輸出計量油針給定信號至泵調(diào)節(jié)器，泵調(diào)節(jié)器接收到信號后輸出相應的燃油，并將計量油針反饋信號傳輸給電子控制器。泵調(diào)節(jié)器理論供油流量和實際供油流量有一定的誤差，誤差超出一定范圍時就會影響發(fā)動機正常工作。通過對泵調(diào)節(jié)器出口對計量燃油流量和燃油壓力進行測試監(jiān)控，實現(xiàn)泵調(diào)節(jié)器實際供油流量和理論供油流量的對比分析，實時監(jiān)控泵調(diào)節(jié)器的工作特性。當發(fā)動機出現(xiàn)超轉現(xiàn)象時，電子控制器控制超轉放油閥按照既定規(guī)律工作，可以避免飛機因發(fā)動機超轉停車而失去動力。在超轉放油閥出口測試監(jiān)控燃油特性，不但可以監(jiān)控超轉放油閥的工作狀況，也可以監(jiān)控發(fā)動機噴嘴前的燃油壓力。
4控制系統(tǒng)測試
控制系統(tǒng)集信號采集與處理、故障診斷與對策、控制方法與控制規(guī)律于一體，主要由傳感器、電纜和電子控制器等組成，其中電子控制器軟件和硬件結合在一起成為控制系統(tǒng)的核心部件。
在正常使用過程，電子控制器將發(fā)動機狀態(tài)參數(shù)和控制系統(tǒng)故障告警信號輸送至臺面儀表，但是傳感器和電子控制器的工作特性無法監(jiān)控。為了在整機試驗和科研試飛時，實時掌握控制系統(tǒng)工作狀態(tài)，便于故障的排查和分析，可以對控制系統(tǒng)進行測試改裝。在電子控制器方案設計時，便充分考慮了整機試驗和科研試飛測試改裝的需要，對其通訊端口進行了余度設計。
在發(fā)動機整機試驗時，電子控制器和監(jiān)控計算機進行通訊，實時監(jiān)控發(fā)動機及控制系統(tǒng)工作狀態(tài)。監(jiān)控計算機能實時顯示信號參數(shù)及試驗曲線、開關量狀態(tài)、故障告警信息等，還具有數(shù)據(jù)存儲功能。
在科研試飛時，電子控制器可以和飛機遙測系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸，但是飛機遙測系統(tǒng)只能將少量關鍵信息傳輸至地面監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)航空發(fā)動機及控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控。通過將整機試驗監(jiān)控計算機通訊接口處安裝一個控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄儀，可以詳細記錄存儲試驗過程燃油與控制系統(tǒng)的信息，以便進行曲線回放和分析，也為燃油與控制系統(tǒng)安全性評估及故障排查提供依據(jù)。
5 試驗驗證
燃油與控制系統(tǒng)隨發(fā)動機整機試驗過程中，出現(xiàn)發(fā)動機起動失敗現(xiàn)象。經(jīng)過對測試數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)燃油與控制系統(tǒng)實際供油流量比理論供油流量低，引起發(fā)動機起動失敗。
燃油與控制系統(tǒng)隨發(fā)動機裝飛機科研試飛時，控制系統(tǒng)向飛機座艙儀表輸出導葉電磁閥故障。通過分析控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄儀存儲的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)因導葉給定信號和反饋信號偏差超出規(guī)定值，引起控制系統(tǒng)報導葉電磁閥故障。
6 結語
通過對航空發(fā)動機燃油與控制系統(tǒng)參數(shù)進行測試監(jiān)控，可以全面掌控在航空發(fā)動機整機試驗和科研試飛中燃油與控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，也能預先評估燃油與控制系統(tǒng)的安全可靠性，保證試驗順利進行。測試監(jiān)控存儲的數(shù)據(jù)也為燃油與控制系統(tǒng)的故障排查和分析提供了依據(jù)，保障航空發(fā)動機燃油與控制系統(tǒng)研制工作順利開展。
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