某型航空發(fā)動機性能測試方法研究

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

某型航空發(fā)動機性能測試方法研究

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

針對某型航空發(fā)動機內外場電氣附件測試、壓力檢測、轉速檢測3個方面存在的困難，采取自動化測試技術，利用模塊化設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)動機電氣附件、壓力、轉速的快速測試檢測，提高參數(shù)檢測精度。

航空發(fā)動機；性能測試；方法

0 引言

隨著科學技術的高速發(fā)展，航空裝備領域發(fā)生了以電子技術為主要推動力、以信息技術為核心的新技術革命，航空裝備得到了跨越式的發(fā)展［1-2］。同時高技術裝備必須要用高技術手段來保障，兩者必須協(xié)調發(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”，技術保障裝備“腿短”的現(xiàn)象。

目前自動檢測測試技術已應用于多個領域［4-5］，本文針對某型航空發(fā)動機內外場電氣附件測試、壓力檢測、轉速檢測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)動機部件、信號進行檢測，解決航空發(fā)動機與技術保障不協(xié)調的問題，顯著提升航空發(fā)動機技術保障能力。

1 總體研究方案

本研究根據航空發(fā)動機的潛在故障及故障發(fā)生部位，利用模塊化設計思想進行方案的總體研究［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行穩(wěn)壓與轉換以滿足測試系統(tǒng)各功能的需要；其次，通過測試電纜與飛機、發(fā)動機的對應插座相連，參數(shù)信號經過調理模塊進入對應的測試模塊進行檢測，各參數(shù)的信號通過數(shù)據采集卡進行模數(shù)轉換；最后，檢測數(shù)據傳遞給數(shù)據采集卡后，數(shù)據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)字顯示屏顯示相應數(shù)值。其設計框圖如圖1所示。

圖1 總體設計方案

2 測試模塊設計

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

2.1 電氣附件測試模塊設計

某型航空發(fā)動機起動電路和狀態(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、副油路汽化器電磁開關、加力電磁閥、補充放氣電磁開關、狀態(tài)操縱盒。各電氣附件工作是否正常直接影響發(fā)動機的起動、加力和正常工作狀態(tài)［5］。內場更換發(fā)動機時需要對各電氣附件及線路進行檢查，以判斷其工作是否正常。

電氣附件測試模塊主要用于發(fā)動機在裝機前和發(fā)動機電氣附件發(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)據采集卡控制繼電器的方式進行信號選擇。當需要檢測某個部附件時，控制器控制數(shù)據采集卡通過分控器進行片選，接通相應的繼電器，信號經過隔離傳感器、信號調理模塊的處理，向數(shù)據采集卡輸入信號，通過顯示屏進行顯示，當超過規(guī)定值時，相應的報警燈亮。

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

圖2 電氣附件測試模塊設計圖

2.2 壓力測試模塊設計

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)動機高空加速性試驗的真空度。壓力測試模塊設計框圖如圖3所示。

圖3 壓力測試模塊設計圖

（1）對除真空度以外的壓力信號進行檢測

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

（2）對于真空度的檢測

首先通過抽真空設備進行抽真空，將壓力膠管一端與發(fā)動機抽真空接頭相連接，數(shù)據采集卡采集壓力傳感器電信號，控制真空泵的運轉，同時通過顯示屏顯示壓力值，當達到預定真空度時，數(shù)據采集卡輸出信號控制真空泵停止運轉，保持真空度不變，進行發(fā)動機高空加速性試驗。

2.3 轉速測試模塊設計

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

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

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

3 結論

本文主要針對某型航空發(fā)動機綜合性能測試存在的困難，利用自動測試技術以及模塊化設計思想進行研究，探究該型航空發(fā)動機綜合性能測試的新途徑，并對方案進行優(yōu)化設計，分別設計了電氣附件測試模塊、壓力測試模塊和轉速測試模塊，實現(xiàn)了對該型航空發(fā)動機性能的綜合測試，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)動機性能測試方法研究［J］.微型機與應用，2015，34（18）：80-81，88.