某型航空发动机台架控制系统设计研究

台架控制系统是航空发动机地面台架试车的重要影响因素之一.针对某型航空发动机地面试车台,从发动机台架电气系统和上位机监控系统2方面介绍了试车台台架控制系统,着重阐述了基于PLC的控制系统在方法上的改进.该系统简化了控制结构,节省了台架资源,增加了试验的安全性和可靠性,已在发动机试车中投入使用.系统运行稳定可靠,安全性高,具有广泛地应用价值.     

风扇/压气机失稳辨识系统设计与验证

失速和喘振是航空发动机试验中常遇的两类气动失稳现象,为保障发动机零部件试验安全运转,必须对失速喘振信号进行在线检测控制。根据零部件试车台架的需求,设计了失速喘振辨识算法并对影响辨识算法的关键因素进行了分析,通过小型嵌入式系统为硬件平台实现了失稳辨识系统在线检测功能。该失稳辨识系统具有体积小、实时性强、抗干扰能力强的特点。在多个型号零部件试验件的应用表明,该系统能有效识别发动机深度失速和喘振状态,满足航空发动机风扇/压气机对失速喘振在线检测控制的要求,具有较高的工程应用价值。     

航空发动机涡轮出口总温测控系统在线校准方法

以气流温度测量原理为基础,简述了航空发动机试车台涡轮出口总温测控系统的现场校准方法,分析航空发动机试车台涡轮出口总温测控系统的现场校准存在的缺陷,提出了在现场校准的基础上,通过在校台用航空发动机上安装精密抽气式热电偶组, 对航空发动机试车台涡轮出口总温测控系统进行在线校准的方法,同时给出了测量不确定度的评估.     

航空发动机整机试车试验流程管理系统

介绍了航空发动机整机试车试验流程管理系统的设计思想、功能和特点.该系统是依据多种发动机试车工艺规程所设计的,用以收集和管理试验发动机从上台到下台全过程的相关信息.应用该系统,可为发动机研制提供翔实、准确,且易于管理的试验信息.     

常规试车台上航空发动机噪声及其测量技术的研究

通过常规试车台上航空发动机噪声测量获取了对声源特性进行定量和定性分析的大量有用信息。试验与理论分析结果表明:噪声与振动、压力脉动信号同步测量并作相干分析是识别发动机声源特征的有效方法。成套系列声振仪器的选择和系统在线标定分析及试车台混合时间的确定为航空发动机噪声测量的精确性提供了保证。用声压级差值与声功率级差值量级相当方法验证了喷气噪声是发动机台试噪声的最主要贡献,且具有低频带特性;利用细化技术还诊断出发动机可能存在轴不对中故障,为进一步实现常规试车台上航空发动机状态的声学监测提供了必要依据     

航空发动机涡轮出口总温测控系统在线校准方法

以气流温度测量原理为基础，简述了航空发动机试车台涡轮出口总温测控系统的现场校准方法，分析航空发动机试车台涡轮出口总温测控系统的现场校准存在的缺陷，提出了在现场校准的基础上，通过在校台用航空发动机上安装精密抽气式热电偶组，对航空发动机试车台涡轮出口总温测控系统进行在线校准的方法，同时给出了测量不确定度的评估。     

航空发动机低压涡轮出口温度标定方法

在航空发动机试车过程中,针对数字电子控制器采集低压涡轮出口燃气温度(T6)高于试车台数采系统采集值的现象,进行了多轮测温试验,并结合T6测温原理、热电偶及补偿导线电气特性等,提出了从数字电子控制器电路板终端进行温度标定的方法,以确保在发动机实际试车过程中控制器测量的T6值更接近真实温度.试验结果表明:在航空发动机试车中采用在数字电子控制器T6采集电路板的补偿导线终端进行标定的方法后,由数字电子控制器与试车台数采系统采集的T6值相差1℃以内,证明该标定方法准确可行.     

建设满足大型飞机发动机试验需求的露天试车台区技术论证

航空工业是一个国家科技工业发展水平和综合国力的重要标志,对国家的科学技术和国民经济的发展、特别是国防建设具有重要的意义.航空发动机是飞机的心脏,是确保飞机性能、安全可靠工作的极其重要的因素之一,也是飞机更新换代的重要前提.航空发动机是典型的高科技军民两用产品,它的研制过程大量依赖于各种试验验证,尤其是发动机的整机考核科目多,试验周期长,试验风险大,试验所需的配套设备也多.各种功能的露天试车台是航空发动机整机试验配套系统中不可缺少的组成部分,将直接影响到航空发动机的研制周期、研制水平和装机后发动机的工作安全可靠性.本文通过对世界航空大国的露天试车台建设概况的分析,并结合国内实际情况阐述了我国建设露天试车台的必要性,以及我国露天试车台的建设原则和建设方案的建议等.     

航空发动机气动失稳在线监测试验技术

针对航空发动机试验时缺乏有效安全监控措施的技术难题,开展航空发动机气动失稳在线监测试验技术研究。通过分析发动机试验失稳动态特征数据,设计基于时频-小波的气动失稳辨识算法,研制出具有国内自主知识产权的航空发动机气动失稳在线监测系统。结果表明:该系统能够准确、及时地检测到发动机失稳特征信号,辨识系统响应时间优于50 ms,工程实用性高,具备对发动机试验气动失稳在线预警能力。      

小型航空涡喷发动机在线综合监测方法研究

本文介绍了某小型航空涡喷发动机的基本情况,描述了使用的发动机试车台的基本情况,详细介绍了其各个组成部分。在某型航空涡喷发动机研制过程中,开展了对该发动机进行寿命试车的工作,为了准确地获取发动机的运行状态使用了包含振动、滑油温度、气路静电等监测手段的在线综合监测系统来采集发动机的状态数据。     

小型涡喷发动机寿命试车中的在线监测研究

小型涡喷发动机主要应用于高速无人机,文中介绍了涡喷发动机试车台及其各个组成部分的基本情况。为了在试车过程中准确获取发动机全面的状态信息,组建了包含气路静电等在内的多种监测手段的在线综合监测系统。根据小型涡喷发动机寿命试车中的在线综合监测,获取了各种实时监测数据。利用该试车台和在线综合监测系统完成了一系列的小型涡喷发动机寿命试车试验,保证了小型涡喷发动机的成功研发。     

通用航空活塞发动机台架试车CAT系统设计与优化

利用计算机技术和现代测试技术设计开发一套CAT测试与控制软件,在控制论、系统仿真、试验设计、数据库和专家系统等方面对航空活塞发动机性能台架试车过程进行监测和控制,提高试车的准确性、可靠性和有效性,缩短试车周期,提高试车效率并降低试车成本。经实际使用验证,该系统运行可靠,发动机试车后性能符合规定。     

基于灰色神经网络的航空发动机振动故障诊断方法研究

针对某型双转子航空涡扇发动机台架试车中出现的振动异常现象,提出了一种基于灰色神经网络的航空发动机故障诊断方法,该方法不仅具有灰色关联度故障诊断方法计算量小、准确率高等优点,同时具备了神经网络强大的并行处理能力和良好的容错性。实例证明,该方法能够简单有效地诊断出航空发动机台架试车中出现的常见故障,为航空发动机故障诊断提供了一个新的途径。     

航空发动机数控系统综合仿真平台设计

综合现有软硬件资源,采用模块化方法设计了航空发动机数字电子控制系统综合仿真平台,其框架主要包括发动机模型系统、传感器信号模拟与处理、控制器快速原型等子系统.发动机模型系统采用集成仿真环境调用液压执行装置和发动机数学模型库方式设计;快速原型系统采用Matlab/Simulink环境下将控制程序封装成S-Function的方法设计;软件设计重点描述了混合编程与定时器编程技术.以某双轴涡扇发动机为应用对象,进行控制系统数字仿真、半物理模拟试验和台架试车,在相同控制参数下,仿真试验与台架试车结果相似,表明所设计综合仿真平台具有工程应用价值.      

航空发动机矢量喷管控制系统试验研究

为验证航空发动机轴对称矢量喷管控制系统的阶段性研究成果,开展了配装轴对称矢量喷管的航空发动机地面整机试车验证研究工作。试验选取了几个具有代表性的航空发动机典型工作状态点进行,首次进行了在阶跃输入条件下的航空发动机整机动态性能测试,获取了航空发动机矢量喷管控制系统静态性能和动态性能的基本数据,验证了航空发动机轴对称矢量喷管控制系统的有效性,总结了该系统的油源压力和流量对控制系统性能的综合影响,具有一定的工程应用价值。     

航空发动机地面试车台加温加压进气控制系统设计

为模拟不同飞行状态下航空发动机的工作环境,设计了航空发动机地面试车台,该试车台能够通过管道供气的方式为 航空发动机提供一定温度、压力的气体。介绍了包括进气系统及其控制系统在内的硬件系统架构的总体设计方案,以及模糊PID 控制器的基本原理和设计思路。针对该试车台的加温加压进气系统设计了基于西门子PLC平台的控制系统,并在实际的试车工 作中完成了验证与应用。其中,最后1级压力调节系统采用了模糊PID控制方法,在西门子PLC平台使用2种编程语言分别设计 了模糊PID控制器模块,并对比了2种编程语言的设计效率和运行效果。分别通过计算机仿真和试车台试验及试车将模糊PID控 制器的控制效果与传统PID控制器的进行对比,结果表明：模糊PID控制器的控制效果更优。     

航空发动机试车三分钟事件记录与回放

航空发动机试车计算机辅助试验系统中开发三分钟事件记录与回放功能可以为事后的分析提供数据依据。本文着重研究了事件模型的建立的一般方法,讨论了数据记录与回放的方法,最后给出了所采用的数据结果。根据本文所论述的方法,实现了该功能并已投入了某型航空发动机试车实验使用。      

航空发动机加速任务与等效应力试验方法研究

对于长寿命发动机,传统的航空发动机耐久性试验方法存在经济性差、试验周期长的问题。鉴于此,提出一种适用于较高温度裕度的航空发动机整机耐久性试车方法,阐述了编制试车谱的具体流程,说明了使用任务载荷谱和预测任务载荷谱的差异,给出了编制试车谱所必须的任务剖面、任务混频、环境混频等的具体算法,列出了编制试车谱所必须考虑的各种要素,并利用Norris-Landzberg模型确定了航空发动机等效应力加速系数。     

航空发动机温度传感器动态特性改善方法

在某次某型航空发动机的地面台架试车中,该航空发动机发生了喘振.为查证导致发动机喘振的原因,构建了该型航空发动机高压压气机可调静子叶片转角控制系统的数学模型,完成了联合仿真.理论分析及仿真研究证明了:温度传感器动态响应特性滞后是导致发动机喘振的主要原因.为解决喘振问题,设计了该传感器的动态性能校正系统.验证仿真表明:所采用的校正方案可在不影响系统正常工作的前提下,明显改善该高压压气机可调静子叶片角度的动态响应特性,并有效地防止发动机喘振.该温度传感器校正算法具有适应性良好,抗干扰能力强等突出优点,可为解决试车过程中暴露的发动机喘振问题提供重要参考.      

虚拟仪器技术在航空发动机智能检测中的应用

利用NI公司的LabW indows/CVI虚拟仪器作为开发平台,设计了一套适用于某型航空发动机地面试车的智能检测系统。实际检测结果表明:该系统较真实地反映了被测航空发动机的试车参数、工作状态及试车曲线。与传统的检测方法相比,既节省了成本,又提高了检测效率。