工作范圍、加力燃燒室燃燒的穩(wěn)定性及發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)油門桿的響應(yīng)。快速的油門桿響應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的空戰(zhàn)環(huán)境影。向甚大,為了逃避和追蹤敵機(jī),需要快速的加速和減速。獲得 3*4推力變化時(shí),標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)渡時(shí)間為:由慢車至軍用功率狀態(tài)為 &2* 512)6;由慢車至最大功率狀態(tài)為 12) 572*6。
上述這些性能的改善和提高都與發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性、靈活性密切相關(guān)。然而,現(xiàn)時(shí)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)雜程度已超過(guò)了機(jī)械液壓式控制技術(shù)的能力,除要求提高精度和適應(yīng)可控變量的復(fù)雜化外,還要求進(jìn)行工作監(jiān)控、裕度管理和與飛機(jī)其他系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。數(shù)字式電子控制系統(tǒng)適應(yīng)了這些要求,它能夠利用飛機(jī)數(shù)據(jù)總線和中央電子部件中的電子設(shè)備監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)工作、進(jìn)行模擬計(jì)算、調(diào)整流量和控制發(fā)動(dòng)機(jī)的幾何形狀,并且能與飛機(jī)其他系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字通信。因此,這種控制系統(tǒng)具有很高的可靠性和靈活性,其特點(diǎn)主要有:
在油門桿瞬變之后,能限制加速速率;能消除油門桿動(dòng)作誤差。
"在飛機(jī)進(jìn)氣道中調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)流量,使進(jìn)氣道工作穩(wěn)定。
在加力燃燒室熄火時(shí),能控制尾噴管和燃油系統(tǒng),從而使風(fēng)扇穩(wěn)定裕度增大。
電子控制加力燃燒室的燃油流量和噴管面積,提高加力燃燒室的油氣比精度和核心與涵道兩個(gè)通道的分流精度。
%改進(jìn)了控制方式,提高了風(fēng)扇工作線的控制精度。
&具有失速探測(cè)和調(diào)節(jié)功能。
+,-./的應(yīng)用和發(fā)展,將達(dá)到 8*萬(wàn)飛行小時(shí)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)停車率為 8;在 8 58*億小時(shí)之內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)失控率為 8。 +,-./技術(shù)同矢量噴管控制相結(jié)合,在實(shí)現(xiàn)飛行 0推進(jìn)綜合控制中起了極其重要的作用。
綜上所述,為了保證數(shù)字式電子控制系統(tǒng)可靠的工作通常要進(jìn)行試驗(yàn)器試驗(yàn)、高空艙模擬試驗(yàn)、發(fā)動(dòng)機(jī)試車及試飛。由于發(fā)動(dòng)機(jī)試車、試飛的花費(fèi)都很大,獲得數(shù)據(jù)的周期又長(zhǎng),因此,試驗(yàn)室模擬飛行試驗(yàn)是更加合理的試驗(yàn)方法。
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二、主要試驗(yàn)
圖 " "示出數(shù)字式電子控制系統(tǒng)的主要試驗(yàn)。
圖 " "數(shù)字式電子控制系統(tǒng)飛行前的各項(xiàng)試驗(yàn)
%&部件試驗(yàn)器試驗(yàn)
新的控制部件均需進(jìn)行試驗(yàn)器試驗(yàn),以驗(yàn)證其性能是否達(dá)到技術(shù)條件所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。例如,部件跟蹤濾波器是 ’()*+的重要構(gòu)件,它要進(jìn)行收斂性試驗(yàn);故障檢測(cè)、隔離和調(diào)節(jié)試驗(yàn);瞬態(tài)功能試驗(yàn)。全飛行運(yùn)行中由重復(fù)這些試驗(yàn)在各種飛行和發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)下確定。另外還包括部件的線性試驗(yàn)、非線性試驗(yàn)、分析試驗(yàn)床試驗(yàn),用以模擬發(fā)動(dòng)機(jī)的非線性瞬態(tài)氣動(dòng)熱力過(guò)程,以此驗(yàn)證濾波器跟蹤部件質(zhì)量和惡化部件的能力。
對(duì)于液壓機(jī)械部件,主要試驗(yàn)包括功能試驗(yàn)、破裂試驗(yàn)和防爆試驗(yàn)。
電子元件包括循環(huán)模擬工作試驗(yàn),環(huán)境(濕度、沖擊、振動(dòng)和噪聲)試驗(yàn)和軟件驗(yàn)證試驗(yàn)。例如,過(guò)濾態(tài)部件試驗(yàn)驗(yàn)證部件在過(guò)濾態(tài)中跟蹤發(fā)動(dòng)機(jī)的能力。此項(xiàng)試驗(yàn)包括模擬從地面慢車至最大凈功率的加、減速過(guò)程中部件的功能以及動(dòng)態(tài)誤差。
,&閉環(huán)試驗(yàn)器試驗(yàn)
在發(fā)動(dòng)機(jī)首次試車之前,全部液壓機(jī)械和電子元件均需在閉環(huán)回路試驗(yàn)器條件下進(jìn)行試驗(yàn)。此試驗(yàn)器采用計(jì)算機(jī)模擬發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行工作,允許這些部件同時(shí)運(yùn)行,既節(jié)省試驗(yàn)費(fèi)用,又能避免帶故障在發(fā)動(dòng)機(jī)上試驗(yàn)時(shí)的危險(xiǎn)。
在此試驗(yàn)中驗(yàn)證燃油流量、靜子葉片、可調(diào)壓氣機(jī)放氣活門、主動(dòng)間隙控制、發(fā)動(dòng)機(jī)滑油與燃油溫度、反推力裝置和其他輔機(jī)功能而設(shè)計(jì)的各種邏輯構(gòu)成的各控制模式,還包括綜合故障邏輯,用于自動(dòng)隔離故障和選擇適當(dāng)?shù)奶鎿Q控制通路。
-&地面發(fā)動(dòng)機(jī)試車
首先是考驗(yàn)控制系統(tǒng)的功能,驗(yàn)證控制發(fā)動(dòng)機(jī)的能力,進(jìn)而進(jìn)行證實(shí)系統(tǒng)壽命的加速任務(wù)試車。采用加速度變化率邏輯電路構(gòu)成進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)地面啟動(dòng)試驗(yàn)。進(jìn)行啟動(dòng)、過(guò)濾態(tài)和主控制系統(tǒng)之間的切換來(lái)檢查控制系統(tǒng)的工作,考查加速中有無(wú)異常現(xiàn)象。
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"%地面發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)是考查它的綜合功能、協(xié)調(diào)性和可靠性的關(guān)鍵試驗(yàn)。
&’() *() 關(guān)系試驗(yàn)
這是一項(xiàng)專項(xiàng)試驗(yàn)。發(fā)動(dòng)機(jī)總換算空氣流量 +,-./與發(fā)動(dòng)機(jī)壓比 (0 1 () 和風(fēng)扇換算轉(zhuǎn)速 2)有關(guān)。由 ()經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單換算可計(jì)算出 () 。該試驗(yàn)是驗(yàn)證進(jìn)氣畸變下 () 1 ()與 +,-3/之間的關(guān)系。進(jìn)氣畸變大時(shí), (0 1 () 隨進(jìn)氣畸變自動(dòng)降低;進(jìn)氣畸變小時(shí), () 1 ()為最佳值,而對(duì)相應(yīng)于飛機(jī)機(jī)動(dòng)飛行時(shí)的畸變時(shí), () 1 ()隨 +,-./增加約 45。
0’高空臺(tái)模擬試驗(yàn)
電子控制系統(tǒng)的高空臺(tái)試驗(yàn)主要是驗(yàn)證加力燃燒室與控制系統(tǒng)的適航性以及確定初始飛行限制。通過(guò)在各高度下進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)掉轉(zhuǎn)速和風(fēng)車狀態(tài)啟動(dòng)考查裝用數(shù)字式電子控制系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)空中啟動(dòng)能力;在超、亞聲速飛行狀態(tài)中驗(yàn)證加力燃燒室點(diǎn)火和過(guò)渡過(guò)程。
在采用雙裕度的 "%系統(tǒng),由于其控制能力很強(qiáng),因此可以進(jìn)行矢量噴管與 "%匹配試驗(yàn),考查 "%對(duì)矢量噴管的控制能力。
6’飛行試驗(yàn)
數(shù)字式電子控制系統(tǒng)通過(guò)上述試驗(yàn)驗(yàn)證后可以裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行 "%控制的應(yīng)用試飛研究,進(jìn)行使用試驗(yàn)(通常與其他試驗(yàn)結(jié)合進(jìn)行)。控制系統(tǒng)與飛機(jī)上安裝的監(jiān)控盒一起構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。監(jiān)控盒的功能是把 "%的輸出信號(hào)返回到控制系統(tǒng)的輸入端,并且記錄被檢測(cè)到的故障。故障檢測(cè)系統(tǒng)是 "%中的診斷程序,它不斷地對(duì)整個(gè)控制功能進(jìn)行故障檢查。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果, "%通過(guò)轉(zhuǎn)換器把故障代碼傳輸給監(jiān)控盒,并且記錄下故障代碼。
"%要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期飛行試驗(yàn)考查其使用可靠性。例如在巡航飛行中,考查 "%是否能使飛機(jī) 1發(fā)動(dòng)機(jī)控制規(guī)律的正常穩(wěn)態(tài)工作程序最佳化,從而獲得最低的耗油率;在控制推力作為油門函數(shù)中考查 "%能否使發(fā)動(dòng)機(jī)免于達(dá)到一些極限狀態(tài),如風(fēng)扇和壓氣機(jī)失速裕度和最高渦輪溫度等。
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第六章 高空模擬試驗(yàn)及飛行試驗(yàn)空測(cè)技術(shù)
第一節(jié) 高空試驗(yàn)臺(tái)及其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
一、高空試驗(yàn)臺(tái)及其發(fā)展
"高空試驗(yàn)臺(tái)的型式及組成
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),美國(guó)擁有 "個(gè)大大小小的高空試驗(yàn)基地,約 %&個(gè)高空試驗(yàn)艙,還有四座推進(jìn)風(fēng)洞。主要是設(shè)在阿諾德工程發(fā)展中心( ’()*),國(guó)家航空與宇航局( +’,’)劉易斯(-./01)研究中心,通用電氣公司( 2(*)和普惠公司的佛羅里達(dá)西棕櫚海灘的高空試驗(yàn)臺(tái)。英國(guó)約有 "3個(gè)試驗(yàn)艙,主要是英國(guó)國(guó)家燃?xì)鉁u輪研究院( +24()和 5 5公司的高空試驗(yàn)臺(tái)。法國(guó)約有 6個(gè)艙,德國(guó)有一個(gè)艙。俄羅斯 78’9共有 :個(gè)高空艙, 7—8艙為連接式高空艙,艙徑為 : 6;,采用該艙巳試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī) <33多臺(tái)次。 &3世紀(jì) =3年代又建造了 "3;艙體直徑高空臺(tái),其供氣能力略低于美國(guó)。
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