便攜式發(fā)動機(jī)綜合檢查儀的研制

薛衛(wèi)欣

摘要：目前部隊(duì)飛機(jī)的維修保障能力發(fā)展迅速，原有的發(fā)動機(jī)檢查儀在功能上已不能完全滿足部隊(duì)需要，經(jīng)過長期使用暴露出部分問題及缺陷，主要體現(xiàn)在電纜斷線、插頭倒針、傳感器失效等損耗性問題，當(dāng)然，也發(fā)生過電子元器件故障等問題。同時(shí)，現(xiàn)用檢查儀為原配套的俄制設(shè)備的國產(chǎn)化產(chǎn)品，在設(shè)備出現(xiàn)故障后修理難度相對較大，須送原承制廠，周期難以保證。為此，總結(jié)現(xiàn)有難題，研制新型適合現(xiàn)有發(fā)動機(jī)綜合檢測的檢查儀尤為重要。

關(guān)鍵詞：便攜式;發(fā)動機(jī);綜合檢查儀;研制

1.概述

便攜式發(fā)動機(jī)綜合檢查儀是在部隊(duì)現(xiàn)用檢查儀基礎(chǔ)上，為滿足當(dāng)代戰(zhàn)機(jī)部隊(duì)維修保障需要而研制的專用檢測儀器，增加了發(fā)動機(jī)檢測內(nèi)容，擴(kuò)展了檢測參數(shù)，改進(jìn)了部隊(duì)使用中容易發(fā)生故障的元器件等，適用于部隊(duì)在定檢、換發(fā)、排故等工作中發(fā)動機(jī)和綜合電子調(diào)節(jié)器的機(jī)上原位檢測以及參數(shù)調(diào)整，具備檢測、顯示、存儲、回放、拷貝等功能，其通用性強(qiáng)、可靠性高、操作簡單和便于攜帶。

2.設(shè)計(jì)原則及要求

2.1設(shè)計(jì)原則

貫徹航空維修保障裝設(shè)備“三化”（通用化、系列化、小型化）和 “六性”（可靠性、維修性、保障性、使用方便性、安全性、環(huán)境適應(yīng)性）要求，繼承和創(chuàng)新相結(jié)合，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和優(yōu)選器材，確保產(chǎn)品適用、好用、耐用，以滿足部隊(duì)一線的維修保障使用需要。

2.2“六性”設(shè)計(jì)要求

（1）可靠性。平均無故障時(shí)間≥1000小時(shí)。（2）維修性。具有可達(dá)性、互換性、可檢測性，預(yù)防性維修周期不低于6個(gè)月，單次維修時(shí)間不超過90分鐘，不分解設(shè)備。（3）安全性。具有容差錯、過載保護(hù)等設(shè)計(jì)和應(yīng)急保護(hù)措施，保證人員和設(shè)備的安全。（4）環(huán)境適應(yīng)性。環(huán)境溫度-40℃～+60℃，相對濕度﹤95%（非凝結(jié)）的條件下，設(shè)備能正常工作。（5）使用方便性。對于固定檢測流程，采用自動檢測，簡化和方便使用操作;設(shè)備具備維護(hù)自檢。（6）保障性。隨機(jī)技術(shù)資料、附件齊全完整，并提供一套相同易損件的備件。

3.檢測內(nèi)容

在機(jī)場內(nèi)、外場以及海上平臺等需要開展維修工作的環(huán)境條件下，當(dāng)發(fā)動機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，測量并顯示發(fā)動機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)，檢查發(fā)動機(jī)防喘、斷開綜調(diào)等功能。

在發(fā)動機(jī)不起動，僅通電狀態(tài)下，檢查綜合電子調(diào)節(jié)器的功能，包括：

（1）綜合電子調(diào)節(jié)器的自檢;（2）N1通道的檢查和調(diào)整;（3）N2通道的檢查和調(diào)整;（4）燃?xì)鉁囟龋═4/T6）通道和渦輪冷卻通道的檢查和調(diào)整;（5）PHA 通道的檢查和調(diào)整;（6）加力控制部件檢查;（7）防喘通道檢查和調(diào)整;（8）滑油壓力測量通道檢查和調(diào)整;（9）故障檢測系統(tǒng)檢查。

4.方案設(shè)計(jì)

4.1組成及工作原理

便攜式綜合檢查臺主要由硬件和軟件兩部分組成。主機(jī)采用主流品牌的軍用加固筆記本計(jì)算機(jī)，檢查操作界面以及各項(xiàng)操作通過計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)。

（1）硬件系統(tǒng)組成

檢查儀硬件采用分布式模塊化結(jié)構(gòu)，硬件主要由主控計(jì)算機(jī)、發(fā)參測量模塊、綜調(diào)測控模塊、配套傳感器和電纜組成。

（2）軟件系統(tǒng)

操作系統(tǒng)。采用成熟可靠的Win7作為檢查儀的操作系統(tǒng)。該操作系統(tǒng)具有一鍵恢復(fù)功能，方便系統(tǒng)軟件故障時(shí)的快速修復(fù)。

軟件開發(fā)平臺。采用我們熟悉的Lab VIEW開發(fā)平臺編寫軟件，具有多年的Lab VIEW平臺應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，熟悉開發(fā)環(huán)境，確保軟件可靠。

軟件主要功能。包括：發(fā)動機(jī)型號選擇，自動配置測量通道;發(fā)動機(jī)履歷數(shù)據(jù)庫建立;發(fā)動機(jī)參數(shù)顯示及試車時(shí)功能檢查;綜合電子調(diào)節(jié)器通道標(biāo)定等。

4.2硬件方案

硬件設(shè)計(jì)上采用分布式測試方案，將發(fā)動機(jī)信號和綜合電子調(diào)節(jié)器信號的采集功能分別集成到兩個(gè)前置模塊中。模塊采用DSP+FPGA（數(shù)字信號處理+現(xiàn)場可編程邏輯門陣列）架構(gòu)，能夠完成信號采集和簡單處理，數(shù)據(jù)處理后通過串行數(shù)據(jù)總線傳輸給主控計(jì)算機(jī)。

優(yōu)點(diǎn)：模塊前置到發(fā)動機(jī)和綜調(diào)旁邊，測量電纜長度縮短，被測信號傳輸距離縮短，提高了系統(tǒng)的電磁兼容性水平;將并行信號在前端轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)傳輸，大大減少了電纜總長度和總重量，提高了三化水平。

4.3軟件方案

為了做到便攜式綜合檢查儀的通用性和可擴(kuò)展性，檢查儀應(yīng)用軟件采取模塊化設(shè)計(jì)，軟件模塊分為：履歷數(shù)據(jù)庫、發(fā)動機(jī)試車參數(shù)檢查、綜合電子調(diào)節(jié)器通道檢查、檢查儀維護(hù)等。可以根據(jù)需要選擇發(fā)動機(jī)型號，軟件會重新配置測量通道，內(nèi)含三型發(fā)動機(jī)檢測軟件。

4.4接口方案

對于不同型號的發(fā)動機(jī)和綜合電子調(diào)節(jié)器，檢查儀采取硬件接口冗余的方法做到各機(jī)型的通用，在接口電路設(shè)計(jì)上采取隔離的方法，提高檢查儀的電磁兼容性能力。數(shù)字量接口電路采取光電隔離芯片，模擬接口電路采取濾波措施進(jìn)行A/D采集，采集后通過隔離芯片傳輸給FPGA。

5.“六性”設(shè)計(jì)

5.1環(huán)境適應(yīng)性

檢查儀的各部件均經(jīng)過環(huán)境試驗(yàn)篩選，在系統(tǒng)集成后還需進(jìn)行高低溫試驗(yàn)、振動試驗(yàn)，按照國軍標(biāo)有關(guān)要求，編制環(huán)境試驗(yàn)大綱，并進(jìn)行試驗(yàn)檢驗(yàn)。

5.2可靠性設(shè)計(jì)

檢查儀優(yōu)先選用成熟的貨架產(chǎn)品。主控計(jì)算機(jī)選用軍用加固計(jì)算機(jī)，發(fā)參測量模塊和綜調(diào)測控模塊都選用軍品或工業(yè)級以上元件，由于電阻、電容數(shù)量較多，阻容元件均選用軍品器件，保證系統(tǒng)的可靠工作。設(shè)計(jì)有自檢程序，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身故障，保證檢查儀的可靠工作。

5.3維修性設(shè)計(jì)

檢查儀采用模塊化、可互換的設(shè)計(jì)理念，盡量減少元器件品種、規(guī)格，優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)件;測量模塊采用航插結(jié)構(gòu)，相同型號的部件具有可互換性，可進(jìn)行換件維修，各連接插頭具有防差錯設(shè)計(jì)。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，軟件包劃分合理，便于查找問題，維修性好。檢查儀還設(shè)置開機(jī)自檢功能，除電纜插頭、傳感器等接插件使用后需要進(jìn)行簡單的清潔、包扎外，無周期性維護(hù)保養(yǎng)要求。

5.4安全性設(shè)計(jì)

檢查儀采用的航空接插件具有防差錯設(shè)計(jì)，連接器有明顯標(biāo)識，與連接電纜相對應(yīng)，不會產(chǎn)生連接錯誤。設(shè)計(jì)有靜電保護(hù)接口和專用放靜電插座，避免靜電對檢查儀和被測部件的損壞。檢查儀供電不會對人身安全造成危害，不含有危及人身安全的有毒和放射性物質(zhì)。

5.5電磁兼容設(shè)計(jì)

軍用加固計(jì)算機(jī)按國軍標(biāo)的電磁兼容環(huán)境要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和試驗(yàn)，滿足電磁兼容性要求。發(fā)參測量模塊和綜調(diào)測控模塊設(shè)計(jì)時(shí)采取信號隔離、濾波、屏蔽結(jié)構(gòu)，保證與被測部件具有良好的電磁兼容性。測試電纜采取屏蔽導(dǎo)線，提高抗干擾能力和減少輻射水平。

5.6使用便捷性設(shè)計(jì)

檢查儀分為主控計(jì)算機(jī)和附件箱兩部分，附件箱里裝有測量模塊、傳感器和電纜，設(shè)計(jì)有減震結(jié)構(gòu)，保證在運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)過程中測量模塊和其它附件完好。檢查儀將發(fā)動機(jī)和綜合調(diào)節(jié)器諸多并行的信號變成串行的信號進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，大大減少了電纜的重量。更方便展開，準(zhǔn)備工作時(shí)間縮短。在軟件設(shè)計(jì)上，采用模塊化和軟件配置資源的做法實(shí)現(xiàn)了多機(jī)種的通用化。

6.結(jié)語

便攜式綜合檢查儀是在成熟產(chǎn)品基礎(chǔ)上升級研制，繼承和保留了上代產(chǎn)品的全部優(yōu)點(diǎn)，加強(qiáng)了“三化”和“六性”設(shè)計(jì)。采用分布式模塊化設(shè)計(jì)和便攜一體設(shè)計(jì)，優(yōu)化布局，減小體積，同時(shí)對裝機(jī)器材進(jìn)行重新梳理篩選，替換了容易發(fā)生故障的元器件，并對容易發(fā)生損耗、磨損的部位進(jìn)行了加強(qiáng)和改進(jìn)。與上一代產(chǎn)品相比，其可靠性、維修性和“三化”水平明顯提高，方便使用。檢查儀所有技術(shù)均已完成驗(yàn)證，后期將具有較大的推廣應(yīng)用意義。

作者簡介：

薛衛(wèi)欣（1984-），女，河北石家莊人，大學(xué)本科，工程師，研究方向：電氣設(shè)備。