【学习笔记】航空航天（9）：某型航空发动机性能测试方法研究
摘 要： 针对某型航空发动机内外场电气附件测试、压力检测、转速检测3个方面存在的困难，采取自动化测试技术，利用模块化设计思想研究其性能测试方法。研究表明，该方法可实现航空发动机电气附件、压力、转速的快速测试检测，提高参数检测精度。
0 引言
随着科学技术的高速发展，航空装备领域发生了以电子技术为主要推动力、以信息技术为核心的新技术革命，航空装备得到了跨越式的发展。同时高技术装备必须要用高技术手段来保障，两者必须协调发展，否则，航空装备就不能充分发挥其效能，就会出现航空装备“腿长”，技术保障装备“腿短”的现象。
目前自动检测测试技术已应用于多个领域，本文针对某型航空发动机内外场电气附件测试、压力检测、转速检测3个方面存在的困难，探索其性能测试的原理及方法，从而实现快速高效地对发动机部件、信号进行检测，解决航空发动机与技术保障不协调的问题，显著提升航空发动机技术保障能力。
1 总体研究方案
本研究根据航空发动机的潜在故障及故障发生部位，利用模块化设计思想进行方案的总体研究。首先，为保证方案的可行性，通过供电电缆接通27 V地面电瓶车或飞机上的27 V照明插座向测试系统供电，并利用DC-DC变换器对供电电压进行稳压与转换以满足测试系统各功能的需要；其次，通过测试电缆与飞机、发动机的对应插座相连，参数信号经过调理模块进入对应的测试模块进行检测，各参数的信号通过数据采集卡进行模数转换；最后，检测数据传递给数据采集卡后，数据采集卡输出两路信号，一路信号使控制器工作，控制器控制相应的信号灯燃亮或控制继电器通断，另一路信号通过数字显示屏显示相应数值。其设计框图如图1所示。
2 测试模块设计
在整体设计的基础上，本方案采用模块化设计思想[4]针对航空发动机具体故障部位设计测试模块，主要包括：电气附件测试模块、压力测试模块和转速测试模块。
2.1 电气附件测试模块设计
某型航空发动机起动电路和状态电路中有多个电气附件，主要包括起动燃油电磁阀、燃油急降电磁阀、起动补油电磁阀、起动点火线圈、加力点火线圈、主油路汽化器电磁开关、副油路汽化器电磁开关、加力电磁阀、补充放气电磁开关、状态操纵盒。各电气附件工作是否正常直接影响发动机的起动、加力和正常工作状态[5]。内场更换发动机时需要对各电气附件及线路进行检查，以判断其工作是否正常。
电气附件测试模块主要用于发动机在装机前和发动机电气附件发生故障时检测各电气附件及线路工作是否正常。电气附件通过测试电缆与飞机的插座相连，由于需要检测的参数多且为电流信号，本模块通过数据采集卡控制继电器的方式进行信号选择。当需要检测某个部附件时，控制器控制数据采集卡通过分控器进行片选，接通相应的继电器，信号经过隔离传感器、信号调理模块的处理，向数据采集卡输入信号，通过显示屏进行显示，当超过规定值时，相应的报警灯亮。
检查状态操纵盒时，通过不断改变操纵盒摇臂相应地改变向数据采集卡输入的信号，数据采集卡通过分控器控制相应的位置指示灯燃亮，从而检测状态操纵盒性能。通过此模块可实现发动机电气附件的全部检测，其测试模块设计框图如图2所示。
2.2 压力测试模块设计
压力测试模块主要用来检测副油道燃油压力、加力总管压力、主液压泵压力、助液压泵压力、滑油压力、P2压力、P2′压力、P2″压力以及发动机高空加速性试验的真空度。压力测试模块设计框图如图3所示。
（1）对除真空度以外的压力信号进行检测
发动机试车时，将压力胶管连接于发动机相应的压力采集点上，压力信号传送给压力测试模块的压力传感器，压力传感器将其转变为电信号，经过压力检测电缆送往数据采集卡，数据通过显示屏显示具体压力值。
（2）对于真空度的检测
首先通过抽真空设备进行抽真空，将压力胶管一端与发动机抽真空接头相连接，数据采集卡采集压力传感器电信号，控制真空泵的运转，同时通过显示屏显示压力值，当达到预定真空度时，数据采集卡输出信号控制真空泵停止运转，保持真空度不变，进行发动机高空加速性试验。
2.3 转速测试模块设计
转速测试模块采用两个测试电路：高压转速测试电路和低压转速测试电路。两路测试信号均与发动机的插头进行连接。
低压转速测试电路通过隔离传感器将传感器输出信号与发动机电路信号隔离，消除信号干扰，测试信号传送给数据采集卡，并在显示屏显示具体值。
高压转速测试电路通过隔离传感器将传感器输出信号与发动机电路信号隔离，消除信号干扰，测试信号传送给数据采集卡，在显示屏显示具体值。此外，高压转速还控制信号灯1和信号灯2的燃灭，当转速达到规定值时，相应的信号灯燃亮，同时，数据采集卡输出信号控制转速操纵盒6个相应触点接通，相应的信号灯燃亮。转速测试模块设计框图如图4所示。
3 结论
本文主要针对某型航空发动机综合性能测试存在的困难，利用自动测试技术以及模块化设计思想进行研究，探究该型航空发动机综合性能测试的新途径，并对方案进行优化设计，分别设计了电气附件测试模块、压力测试模块和转速测试模块，实现了对该型航空发动机性能的综合测试，提高了维修保障效率。