發(fā)動機(jī)安裝損失試驗(yàn)測試技術(shù)研究

金可

摘要：直升機(jī)發(fā)動機(jī)裝機(jī)后，通常需要進(jìn)行安裝損失的飛行試驗(yàn)，通過對發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫升及進(jìn)氣壓損等數(shù)據(jù)的測量，利用發(fā)動機(jī)性能計(jì)算軟件，分析裝機(jī)狀態(tài)下的發(fā)動機(jī)性能變化，隨著測試參數(shù)的數(shù)量提升和精度要求的不斷提高，利用傳統(tǒng)的測試技術(shù)方法越來越滿足試驗(yàn)任務(wù)要求。通過引入新的測試技術(shù)，構(gòu)建新的測試系統(tǒng)構(gòu)架，來實(shí)現(xiàn)直升機(jī)發(fā)動機(jī)安裝損失試驗(yàn)的精確測量，為發(fā)動機(jī)安裝損失的分析提供更好的數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：直升機(jī) 安裝損失 UMA2000 壓力測量

一、引言

直升機(jī)發(fā)動機(jī)裝機(jī)后，通常需要進(jìn)行安裝損失的飛行試驗(yàn)，通過對發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫升與進(jìn)氣壓損等數(shù)據(jù)的測量，利用發(fā)動機(jī)性能計(jì)算軟件，分析安裝后的發(fā)動機(jī)性能。傳統(tǒng)的試驗(yàn)任務(wù)要求的測試參數(shù)較少，使用常規(guī)測試方案即可實(shí)現(xiàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷提升，直升機(jī)在各行各業(yè)的應(yīng)用也越來越廣泛，特別是在山區(qū)和高原使用時(shí)，高度和環(huán)境溫度迅速變化會給發(fā)動機(jī)的有效功率帶來重大影響，這就要求直升機(jī)發(fā)動機(jī)具有良好的高空性能和溫度特性。因此獲得更準(zhǔn)確的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣溫升與進(jìn)氣壓損等數(shù)據(jù)，可以更好地掌握發(fā)動機(jī)安裝損失情況，對于設(shè)計(jì)人員分析裝機(jī)狀態(tài)下的發(fā)動機(jī)性能變化具有重大意義。

二、系統(tǒng)測試方案

（一）測量原理

直升機(jī)發(fā)動機(jī)安裝損失試驗(yàn)需要測量3部分參數(shù)，分別為溫度測試參數(shù)，壓力測試參數(shù)及直升機(jī)飛行狀態(tài)參數(shù)。原先測試方法如下：

溫度測試方法是通過在每臺發(fā)動機(jī)進(jìn)氣網(wǎng)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(jìn)氣溫升數(shù)據(jù)（通過加裝偏置電壓可進(jìn)一步提高溫度測試精度）。

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

直升機(jī)飛行狀態(tài)參數(shù)通過UMA2000測試系統(tǒng)相應(yīng)測試板卡采集記錄。

隨著測試任務(wù)要求的不斷提高，為了更好的掌握發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道的壓力場分布情況，新的測試任務(wù)中測試參數(shù)的數(shù)量有了大量增長，除要求測量發(fā)動機(jī)進(jìn)氣網(wǎng)均布的溫度傳感器外，還需要在每臺發(fā)動機(jī)上引接由發(fā)動機(jī)廠家自帶的均布壓力探針9支，每支4個壓力測點(diǎn)，共計(jì)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(jī)出口壓力及直升機(jī)飛行狀態(tài)參數(shù)。

壓力測試參數(shù)的大量增加，如果仍采用傳統(tǒng)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(zhuǎn)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(hù)帶來較大難度；

2.電氣線路連接復(fù)雜，且每個傳感器都要求獨(dú)立供電；

3.高精度的壓力傳感器價(jià)格昂貴，需采購大批量時(shí)，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(nèi)部，通過壓力通道控制電磁閥來實(shí)現(xiàn)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(zhuǎn)接過程，整個掃描閥有一個統(tǒng)一的參考靜壓。被測信號的氣動連接通過專用配套的標(biāo)準(zhǔn)件接頭進(jìn)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(jìn)行擴(kuò)展。

ZOC17/Px可根據(jù)實(shí)際要求采購不同量程，典型狀態(tài)下其精度要求可達(dá)0.1%，同時(shí)最高掃描頻率可達(dá)50KHz。掃描閥測得的是相對壓力，如需要所在測點(diǎn)的絕對壓力，測得的相對壓力可通過加上靜壓轉(zhuǎn)化為絕對壓力，掃描閥內(nèi)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(shù)據(jù)采集設(shè)備，也可以使用第三方控制器進(jìn)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(jù)地址碼來選通對應(yīng)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(jìn)行采集，通過地址碼的循環(huán)輸出即可完成所有壓力信號的采集，最后由UMA2000測試系統(tǒng)進(jìn)行記錄。

三、結(jié)束語

（1）本方案針對直升機(jī)發(fā)動機(jī)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(shù)量壓力數(shù)據(jù)的采集具有重要意義，可以大大簡化測試改裝難度，同時(shí)有效降低成本。

（2）多個壓力掃描閥可以通過集聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)多壓力通道的數(shù)據(jù)同步采集，只需在測試末端進(jìn)行線路連接即可。