第九章 發動機試驗技術的發展和仿真
第一節 試驗技術發展的策略和趨勢
一、信息時代的發動機試驗
"世紀，通信技術的高速發展將重新規劃發動機試驗數據和信息的存取與傳遞。試驗中心或試驗基地獲取的試驗數據和結果將如何近于實時地傳給發動機制造公司，如何傳遞給發動機用戶基地..這些要求提出了建立發動機試驗通信網絡、通信備忘錄、傳輸安全性、網絡底層結構、整個數據管理和傳輸系統用的計算機和存儲設備等新課題。
航空發達國家，例如美國在阿諾德工程發展中心（ %&’）建立了綜合試驗信息系統
（()*）。 )()*采用了最先進的通信網絡技術；基于網絡的通信；信息 +數據的融合；試驗數據、亞數據或中間數據和信息的編選歸檔，以此為中心，向地理位置不同的發動機用戶、發動機制造公司、發動機各子系統、部件研制單位提供必要的信息，提高試驗數據和信息的傳遞速率、利用率，加速發動機研制過程。
下面將以阿諾德綜合試驗信息系統 )()*為例，論述通信系統、自動數據傳遞、通過
’&,-.傳遞信息、亞數據搜集和管理、數據 +信息融合及傳統系統綜合問題。 /阿諾德工程發展中心的發動機試驗設備阿諾德工程發展中心設有高度復雜的各種環境試驗設備，包括風洞、噴氣發動機和火
箭試驗艙、空間模擬室以及超高速彈道導彈實驗設備，用以進行設計方案、材料、設計、性能和可靠性等的試驗考核及驗證。
對于燃氣渦輪發動機，阿諾德中心具有 0個高空模擬試驗艙， 1個海平面試驗艙。這些設備支持飛機推進系統的研究和發展。通過進氣系統向發動機提供狀態試驗用氣，排氣系統建立試驗艙的合適的高空環境。通過試驗測量推力、耗油率、空氣流量、總性能和部件性能。試驗系統還采集、處理、變換、顯示、存儲和歸檔數據。圖 2 34 3示出阿諾德中心的試驗數據流程簡圖。這些模擬設備減少了飛行試驗時間，減少了試驗風險和試驗費用。試驗包括確定發動機工作能力的瞬變性、發動機氣動熱力結構特性、發動機飛行任務模擬、發動機 +飛機進氣道相容性、發動機穩定性、結冰、發動機耐久性、加速任務試驗、部件高空試驗和總性能試驗等。
"/發動機用戶的通信要求發動機用戶基地，諸如各空軍基地、發動機制造公司、研制中心、政府職能部門和商業用戶，均需要共用發動機試驗信息，并且由于處于不同地理位置，甚至國外，如英國、加拿大 •""4•
圖 " "%阿諾德中心內部試驗數據流都具有通信要求。因此，必須提高信息的存取能力，并且應能夠接近于實時地向不同地區用戶傳遞信息，特別是高速的試驗數據處理、影像和音頻的傳遞尤為重要。
數據類型或所要求的結果決定了傳輸要求。在不同時間段采集和均化的數據，對性能評估是最重要的。這種數據集要求低帶寬傳輸。其他需要低帶寬傳輸的是總曲線圖和報告，這些結果提供給政府職能管理部門和各種不同層次的試驗用戶管理人員。在寬時間段連續采集的數據對于發動機工作、功能、結構和穩定性評估是很重要的。這種數據可以在每通道高達 &’’’次采樣 ()的速率下進行采集。這種類型的數據需要在最高帶寬下電力傳輸。氣動結構的應變計測量數據要求高達 &*+,&的最高響應頻率。這種數據傳統上是以模擬量方式采集并通過數據帶傳輸。應變數據轉換成數字量，并且處理后的數據在線的轉換成頻率和振幅，這樣就可以在合適的帶寬下及時地傳輸應變數據。
必須按所要求的格式傳輸數據，這種格式與用戶數據文件存儲系統或數據庫一致。典型情況下，傳輸的數據是需要進行分析和計算的某一特定點所采集的數據的子集。轉換數據速率和數據子集要改變帶寬和傳輸時間，以便向遠方用戶地點傳輸數據。
美國國防部和其用戶基地規定了寬范圍的安全要求。在阿諾德工程發展中心采集和處理的數據大多數不劃分密級。國防部劃分密級的數據均是數據庫中重要部分。非密級和敏感數據的安全要求大部分是由發動機制造公司提出的一些限制，例如有重要影響的部件設計試驗結果和研制發動機采用的新設計技術。
-.信息傳輸能力阿諾德工程發展中心采用數據通信或數據傳遞技術向用戶傳輸數據。早期采用的數據磁帶方法傳輸數據已被現今的網絡或專用的傳輸線傳遞數據法所代替。（）通信系統
早期的阿諾德中心數據電接件是基于中心計算設備的 /01主機的 &2’’波特數據流。這些電接件嚴重地限制了帶寬，最終的數據傳輸也嚴重地限制了阿諾德中心大量數據子集的輸送。由于阿諾德中心發動機試驗用戶擴大了數據處理和分析能力，因此，他們增長了對某一試驗中的在線數據的需求。對在線試驗數據的需求導致了阿諾德中心和用戶地點之間的寬帶連接的逐漸增多。另外，阿諾德接口點從中心計算設備的主機移向阿諾德中心發動機試驗設備的專用數據分析網。用戶的連接帶寬也逐漸增加到波特率為 3’’、&’’、
•&-’•
"、"和 %&&。圖 ’ () (示出一種可供選擇的發動機外部數據連接，利用現行的存取網絡，如 *+,-.網。通過 *+,-.網、 /0100234網和國防研究和工程網絡傳輸的數據通常是非密級 5敏感性數據。這些數據集通常通過軟件密碼保護。軟件包 676是共用的。對于 81 ( 9:+;<=>、
9:+;<=>/?、@/*A、B0A 5 B81和其他計算機，這些軟件包是高度安全的，使用費用亦很合理。
圖 ’ () (C通過共用網的數據通信
圖 ’ () (D示出另一種外部數據連接，用戶的連接是通過點位控制的租用遠程通信線路實現的。由于點位控制連接具有可重復性，并且無外源干擾，因此可以改善遠程通信的性能和可靠性。
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