試論航空發(fā)動機(jī)試驗測試及數(shù)據(jù)管理技術(shù)

饒志鋒　高君

摘 要：從某種意義上來講，隨著近年來我國對航空事業(yè)的不斷重視，這在一定程度上也促進(jìn)了航空的發(fā)展與創(chuàng)新。尤其是各種新技術(shù)的層出不窮更是對其提出了新的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)。航空發(fā)動機(jī)作為航空技術(shù)的重要組成部分對其發(fā)展有著不可忽視的重要作用。下面文章則針對現(xiàn)階段航空發(fā)動機(jī)在試驗測試及數(shù)據(jù)管理技術(shù)等方面的應(yīng)用進(jìn)行簡要的分析與總結(jié)，希望通過文章的論述可以為相關(guān)人員提供一定的參考意見，并針對其存在的不足提出合理化的解決措施，以便更好地推動我國航空事業(yè)的發(fā)展，為其國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動機(jī)；數(shù)據(jù)管理；測試技術(shù)；特點(diǎn)

中圖分類號：V263.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）35-0156-02

Abstract： In a sense， with the continuous emphasis on the aviation industry in recent years， this has also promoted the development and innovation of aviation to a certain extent. In particular， the endless emergence of a variety of new technologies has posed new technical requirements and standards. As an important part of aviation technology， aero-engine plays an important role in its development. The following paper carries on the brief analysis and the summary of the present stage aeroengines in experiment testing and data management technology， in the hope that the discussion may providecertain constructiveideas for the correlation personnel. In order to promote the development of China's aviation industry and contribute to the sustainable development of its national economic construction， this paper puts forward some reasonable measures to solve these problems.

Keywords： aeroengine； data management； testing technology； characteristics

航空發(fā)動機(jī)作為航空技術(shù)的重要研究項目是一項比較復(fù)雜的技術(shù)工藝，它不僅僅涉及到空氣動力學(xué)、工程物理學(xué)等方面的知識，更加涉及到傳熱傳質(zhì)、機(jī)械、電子、自動化等多種科學(xué)，是一門比較復(fù)雜的綜合性學(xué)科。尤其是近年來隨著各種新技術(shù)的層出不窮更是對其技術(shù)提出了更高的要求。作為一名航空作業(yè)人員，必須要掌握多種學(xué)科的專業(yè)知識，同時還要掌握最前沿的科學(xué)技術(shù)以便更好地指導(dǎo)航天事業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。

試驗測試技術(shù)對于航空發(fā)動機(jī)而言是一門較新的技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上仍存在著許多問題。如試驗的復(fù)雜性、系統(tǒng)性及精確性等問題都需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作。與此同時，對其數(shù)據(jù)管理方式也提出了新的技術(shù)要求。如何在兩者之間建立高效的作業(yè)模式，成為了研究人員亟待解決的重要問題。下面則進(jìn)行深入研究與分析，針對科學(xué)有效的研究提高試驗數(shù)據(jù)的真實(shí)性及精準(zhǔn)性，進(jìn)而有效地數(shù)據(jù)管理，以便推動我國航天事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 航空發(fā)動機(jī)試驗測試技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

歷經(jīng)多年的發(fā)展，我國航天發(fā)動機(jī)在試驗測試技術(shù)等方面所取得的成就是顯而易見的，作為航空發(fā)動機(jī)的重要組成部分，測試技術(shù)的發(fā)展將對其整個航空事業(yè)的發(fā)展有著極其重要的作用。尤其是近年來數(shù)字模擬技術(shù)和仿真技術(shù)更是加速了試驗測試技術(shù)的發(fā)展，一定程度上不僅僅減少了試驗的次數(shù)，更是提高了測試的準(zhǔn)確度和精準(zhǔn)度。試驗測試技術(shù)也已由傳統(tǒng)的試驗更顯迭代得到了較大的進(jìn)步，這也將是未來航空發(fā)動機(jī)發(fā)展的重要方向。

與此同時測試技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步離不開相關(guān)技術(shù)的迅猛發(fā)展。如計算機(jī)技術(shù)、光電技術(shù)、電磁感應(yīng)技術(shù)等，都對其測試技術(shù)的發(fā)展起到了重要作用。在以往測試技術(shù)的運(yùn)行過程中主要是依據(jù)傳統(tǒng)的測試方式進(jìn)行試驗或是數(shù)據(jù)搜集，大大降低了其數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，然而利用激光、紅外線等技術(shù)將原有的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)控，這就大大增強(qiáng)了系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的全面分析，并利用計算機(jī)技術(shù)形成體系化的網(wǎng)絡(luò)管理模式，能夠在第一時間檢測出航空發(fā)動機(jī)的性能及直觀的進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 航空發(fā)動機(jī)試驗測試技術(shù)的特點(diǎn)

發(fā)動機(jī)是航空動力裝置的重要組成部分，對飛機(jī)運(yùn)行的安全性及可靠性都有著不可忽視的重要影響，各國航天在發(fā)展的同時都將其發(fā)動機(jī)作為重點(diǎn)項目進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)研究與分析，則是希望可以通過簡化發(fā)動機(jī)裝置來進(jìn)行航空飛行的操作，這樣不僅僅可以降低成本，更能在一定程度上提升系統(tǒng)的安全性和可操作性。一定意義上來講航空發(fā)動機(jī)是由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室等部件組成的，是一個相對比較復(fù)雜的動力系統(tǒng)。所以在進(jìn)行試驗測試的過程中，必須做好充足的準(zhǔn)備，從其自身性能出發(fā)，要確保各部件都要符合技術(shù)要求。（1）綜合性。不言而喻，航空發(fā)動機(jī)是一項比較復(fù)雜的系統(tǒng)作業(yè)，同時也是一門綜合性比較強(qiáng)的學(xué)科。它不僅僅涉及到專業(yè)的航空技術(shù)知識，更是對流動力學(xué)、熱力學(xué)、機(jī)械學(xué)等方面的研究有著更高要求，作為一名航空作業(yè)人員必須對其進(jìn)行熟練掌握。能夠運(yùn)用多種技術(shù)方式進(jìn)行測試技術(shù)的診斷，發(fā)現(xiàn)問題利用科學(xué)有效的管理方式加以解決。（2）測試參數(shù)多樣。由于航空試驗測試技術(shù)是一項比較復(fù)雜的作業(yè)，所以在進(jìn)行此項測試的過程中，要針對其每項數(shù)值進(jìn)行科學(xué)的診斷及梳理、記錄。通過試驗測試結(jié)果顯示的數(shù)據(jù)能夠分辨出發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速、壓力、氣流運(yùn)速等方面的問題，而不是單一的進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。（3）測試要求高。作為測試人員要事先對航空發(fā)動機(jī)的性能有所了解，能夠從溫度、轉(zhuǎn)速、范圍等方面進(jìn)行判斷，甚至能夠?qū)\(yùn)行中的發(fā)動機(jī)進(jìn)行壓力值、空間大小、結(jié)構(gòu)性等方面進(jìn)行推斷，針對試驗測試的變化規(guī)律推斷出符合其測試方法的技術(shù)，并要達(dá)到一定的準(zhǔn)確性，這就要求測試結(jié)果及測試方法必須符合運(yùn)行規(guī)律。

3 實(shí)驗數(shù)據(jù)管理業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

從現(xiàn)階段不難看出，航空發(fā)動機(jī)在試驗數(shù)據(jù)管理等方面存在的問題已經(jīng)越來越突出，主要集中表現(xiàn)在以下等幾個方面：一是試驗品種過于繁雜，試驗過程中由于采取的機(jī)械設(shè)備參差不齊，這就大大影響了數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性，同時因數(shù)據(jù)統(tǒng)計難以集中，而導(dǎo)致部分信息會丟失等。二是通常情況下，在進(jìn)行試驗測試的過程中，由于設(shè)備的使用不同。這就需要部分?jǐn)?shù)據(jù)是由專業(yè)的人員進(jìn)行操作來完成，很大程度上存在著一定誤差，有些設(shè)計人員因?qū)I(yè)性不夠或是粗心大意也會導(dǎo)致數(shù)據(jù)難以完全集中，或是登記錯誤。三是試驗過程中會使用到多種信息技術(shù)，這些設(shè)備的操作都需要專業(yè)的人員來進(jìn)行完成，但是由于一些操作人員并不熟悉機(jī)械設(shè)備的操作原理，則在使用過程中會導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失，或是使得出現(xiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果難以與實(shí)際試驗測試的數(shù)據(jù)相統(tǒng)一。

4 航空發(fā)動機(jī)測試數(shù)據(jù)管理的需求

隨著航空發(fā)動機(jī)的快速發(fā)展，對其穩(wěn)定運(yùn)行則是提出了更高的要求。在目前的運(yùn)行過程中對發(fā)動機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理是至關(guān)重要的，通過科學(xué)合理的方式將試驗測試數(shù)據(jù)進(jìn)行集中網(wǎng)絡(luò)化的管理方式不僅僅可以完成數(shù)據(jù)的搜集與整理，更能充分發(fā)揮測試數(shù)據(jù)管理的重要意義。使得航空發(fā)動機(jī)在運(yùn)行的過程中可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測的功能，一旦出現(xiàn)問題會在第一時間進(jìn)行處理，減少不必要損失的出現(xiàn)。

數(shù)據(jù)管理一定程度上是提高航空發(fā)動機(jī)的運(yùn)行效率及相關(guān)可靠性、穩(wěn)定性和安全性。通過降低噪音的方式來達(dá)到更高的要求，這也將是未來航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展方向之一。隨著國家對航空事業(yè)的逐漸重視及各種新技術(shù)的出現(xiàn)，將對其運(yùn)行配置更高的儀器設(shè)備、加強(qiáng)儀器的精準(zhǔn)度、傳感效果，要實(shí)現(xiàn)全面的監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與系統(tǒng)監(jiān)測。

5 航空發(fā)動機(jī)測試數(shù)據(jù)管理技術(shù)研究

（1）試驗過程復(fù)雜。航空發(fā)動機(jī)的試驗測試技術(shù)相比較其他測試技術(shù)而言，對其整個過程都是要求比較嚴(yán)格的?？偟膩碇v是由五部分組成的：一是立項；二是準(zhǔn)備；三是執(zhí)行；四是總結(jié)；五是驗收。這五個環(huán)節(jié)在任何階段都是極其重要的。所以在進(jìn)行數(shù)據(jù)管理前必須針對這五個環(huán)節(jié)進(jìn)行熟悉掌握，主要是通過分析能夠在復(fù)雜的運(yùn)行數(shù)據(jù)中對其進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)、檢驗數(shù)據(jù)和試車數(shù)據(jù)的分類。將其作為主要的數(shù)據(jù)分析途徑，方能提高對其數(shù)據(jù)的管理。通常情況下做好以下幾個方面的工作：a.環(huán)境保障，試驗天氣和試驗場所等能夠為試驗進(jìn)行提供足夠的支持；b.設(shè)備保障，試驗的設(shè)備是否運(yùn)行正常，能否保證試驗收集到可靠的數(shù)據(jù)；c.人員保障，產(chǎn)品研發(fā)人員、試驗測試人員和相應(yīng)的技術(shù)支持人員，保障試驗測試順利進(jìn)行，解決突發(fā)的測試狀況，第一時間收集測試數(shù)據(jù)。（2）試驗數(shù)據(jù)分散，整理難度大。航空發(fā)動機(jī)測試項目眾多，收集到的數(shù)據(jù)也較為分散，在研發(fā)過程中會涉及到多種試驗項目，例如動力學(xué)測試、聲學(xué)測試、部件性能測試、材料可靠性測試等。不同的測試項目有不同的測試流程和測試要求，也對應(yīng)各自的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。由于數(shù)據(jù)之間沒有有效的集成和融合，各類數(shù)據(jù)都是分開管理，相對獨(dú)立的運(yùn)行模式導(dǎo)致試驗數(shù)據(jù)整理難度大。（3）測試數(shù)據(jù)管理涉及內(nèi)容眾多。航空發(fā)動機(jī)是一個涉及到多學(xué)科的龐雜系統(tǒng)，涉及的領(lǐng)域多達(dá)十幾個，如飛控、氣動、聲學(xué)、流體、電氣、航電等，其試驗數(shù)據(jù)運(yùn)用到的原理知識延伸到各學(xué)科的方方面面。內(nèi)容眾多的另外一個表現(xiàn)方面就是發(fā)動機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)拆分形式，可大致分為零件、部件、子系統(tǒng)、系統(tǒng)、成品和整機(jī)等，測試內(nèi)容可能會從任何一個結(jié)構(gòu)開始進(jìn)行，這無疑給測試數(shù)據(jù)管理帶來更大的變化。（4）試驗的標(biāo)準(zhǔn)和格式不盡相同。從某種意義上來講，航空發(fā)動機(jī)的型號不同其試驗測試及數(shù)據(jù)的管理方式也是不同的。這就需要在進(jìn)行試驗測試前對其航空發(fā)動機(jī)的型號以及運(yùn)行設(shè)備或是數(shù)據(jù)格式進(jìn)行掌握，然后依據(jù)客觀實(shí)際情況選擇不同的試驗測試方法，這樣才能能加有效的測試出發(fā)動機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)，并針對其存在的不足加以改進(jìn)。絕對不能千篇一律采取統(tǒng)一的一種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，這樣極易出現(xiàn)與運(yùn)行設(shè)備不符的情況，導(dǎo)致數(shù)據(jù)難以發(fā)揮其效用，最終還會影響整個航空發(fā)動機(jī)的運(yùn)行。所以無論采取何種方式或是數(shù)據(jù)管理，都要從實(shí)際出發(fā)。a.構(gòu)建測試數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，保證試驗數(shù)據(jù)管理能夠統(tǒng)一有效進(jìn)行。b.明確試驗數(shù)據(jù)構(gòu)成，將試驗項目以對象模型的形式模塊化存儲，保證測試數(shù)據(jù)構(gòu)成清晰明了。c.可控的試驗過程，數(shù)據(jù)管理的周期從項目立項到項目驗收全過程追蹤，試驗前期做好項目分析，數(shù)據(jù)化各項問題指標(biāo)，試驗中對各種試驗活動進(jìn)行記錄和監(jiān)控，保證試驗順利進(jìn)行，試驗后期總結(jié)過程中的問題，做好數(shù)據(jù)管理和分析。

6 結(jié)束語

試驗測試是對航空發(fā)動機(jī)零部件、系統(tǒng)和整機(jī)性能設(shè)計和優(yōu)化的重要參考依據(jù)，因此提升航空發(fā)動機(jī)測試技術(shù)對推動航空發(fā)動機(jī)發(fā)展有著重要的意義。提升航空發(fā)動機(jī)測試技術(shù)，設(shè)立專項計劃開展航空發(fā)動機(jī)測試技術(shù)研究，加強(qiáng)國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)探討和交流，并將數(shù)據(jù)管理納入到重要技術(shù)研發(fā)，建立完善的航空發(fā)動機(jī)測試標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，推動測試技術(shù)快速發(fā)展。

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