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全机推力试车台推力测量和计量校准方法

编辑:永利电玩城????来源:未知????发布时间:2019-06-15 14:08????浏览量:
0 引言
推力是航空发动机最为重要的一个性能指标,通常通过地面台架试验直接获取。由于飞机结构的限制,发动机在飞机上的装机状况与在地面试车台试验时的状况有一定的差异,尤其是进气、排气和安装固定形式等均有不同,装机后的推力往往要低于在地面台架所获取的推力,而推力直接影响飞机的技战术指标,是飞机及发动机设计师非常关心的问题。从有限的试验数据来看,通常采用翼吊式安装的发动机,其装机推力与台架试验相比,差异较小,而采用机腹式安装的发动机,这种差异则较为明显,甚至超过 20% 。因此,进行全机推力试验,准确获取发动机装机状态下的推力指标,就显得尤为关键[1 - 4]。在上世纪六十年代,美国、俄罗斯等航空发达国家就开始进行发动机装机推力的试验研究,主要通过对配装发动机的飞机进行全机推力试验,获取相应发动机的装机推力,开展这项试验研究离不开全机推力试车台。我国在上世纪八十年代曾建设了一座全机推力试车台,进行了几项发动机的全机推力试验,但限于当时的技术条件,试验数据分散度较大,难以准确地对发动机装机推力进行定量分析。21 世纪,试飞院新建了一座全机推力试车台,并开展了相关发动机装机推力测量研究工作[5 - 6],是目前国内唯一可进行发动机装机状态下推力测试的试验设备。
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1 推力测量系统校准
1. 1 平台测力系统校准全机推力试车台推力测量系统校准方法和目前发动机地面试车台所采的方法相同[7 - 10],即采用标准力传感永利电玩城工作力传感器,如图 8 所示。具体的方法是: 先在法定计量机构对力传感器进行校准,然后将此传感器作为标准力传感器安装到测力平台上,试验前,通过加载器对标准力传感器进行加载,加载力通过测力平台的动架传递给工作传感器,对比标准力传感器和工作力传感器的示值,就可以获取测力平台力测量系统的永利电玩城曲线。从图 8 中可以看出,加载器和标准力传感器均位于航向中心轴,加载器直接对标准力传感器加载,再由标准力传感器将力传递给测力动架。当进行歼击机全机试验时,只对右测力平台进行永利电玩城,标准加载力从标准力传感器直接获取,测量力则为两个测力传感器的代数叠加; 进行大飞机全机试验时,由于飞机的起落架分别落在三个测力平台上,因此,需对全部三个测力平台进行永利电玩城,目前采用的方法是分别对三个测力平台进行校准,永利电玩城方法和对单一右测力平台的校准方法一致,左、右平台采用液压加载的方式,前平台采用机械加载的方式。
 
1. 2 承载状态校准全机推力试车台测力系统校准属于现场校准,主要用于系统校准,校准时测力系统的工作状态力求与试验状态一致。测力平台为钢结构件,虽然在设计中已考虑结构的强度和刚性,但当安装飞机后,平台承受飞机自重后其结构依然会产生部分形变,当左、右平台分别承载82 t,台架垂向保护装置的上表面距离动架的下表面的距离最大变化量为 0. 75 mm,而这部分形变会对测量系统的准确性构成一定的影响。因此,平台校准必须是在安装飞机后进行,而空载状态的校准只能作为试验前设备检查内容的一部分,不能以此数据作为测力平台的校准数据。当然,在日常的设备维护检查中可以采取该方法进行测力系统的检查。
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1. 3 左右平台联合校准进行大飞机全机推力试验时,飞机起落架机轮同时落在三个测力平台上,对此,应对三个测力平台在负载飞机的状态下同时进行永利电玩城。从表 1 试验数据可以看出,前平台的力很小,在测量总推力的占比仅为0. 5% 。因此,在以后的全机推力试验中对前平台无须专门进行校准,其测量值也可以忽略。而左右平台测力成为发动机装机推力的绝对主力,这两个平台测力系统的准确性将会对测量结果产生很大的影响,直接影响到测量结果的准确性,因此,应对左右平台测力系统校准进行专门分析。由于客观条件限制,目前采用负载状态下左、右平台分别校准的方法,这种方法存在一定的缺陷———进行左平台校准时,无法评估飞机及右平台所带来的影响; 进行右平台永利电玩城时,也无法评估飞机及左平台所带来的影响。若将左右平台和飞机三者视为一个整体,对其进行永利电玩城,则可以避免这种影响的产生。具体的做法是对原有液压站进行改造,增加一路液压输出管,使液压站可以同时对左右平台的加载器进行加载。同时,应保证左右平台加载器的活塞面积一致,这样将左右平台的标准力传感器的输出叠加,作为总的标准力。而将四个工作力传感器的总和作为工作推力,从而可以建立整个平台推力的永利电玩城曲线。
 
1. 4 伺服加载限于原有客观条件,平台测力系统校准没有采用伺服加载系统,每次试验校准时,需要人工进行压力和流量的调节,工作繁琐、效率低下、所需人员多。为解决这个问题,可对原有设备系统进行升级,如图 9 所示( 圆圈中为增补设备) ,在原液压站和加载器之间增加伺服控制阀,将控制阀分出的液压管路分成两路,分别连接到左右平台的液压加载器上,而这两个加载器的回油管路合并为一路,又连接到伺服控制阀上。同时,增加一个伺服控制器,用以接受计算机信号,并对伺服控制阀发出控制指令。修改测试计算机中原有永利电玩城系统App,增加相应的对比计算和永利电玩城界面和功能。图 9 伺服加载系统升级后的校准系统中,计算机主要完成加载数据的输入、工作推力传感器数据的自动录入以及校线的自动生成和保存。伺服控制器主要完成对液压站和加载器的伺服控制,液压站为根据加载指令为加载器提供相应的压力,加载器实现对试车台动架的加载。目前,伺服控制器通常采用 PID( 比例 - 积分 - 微分控制) 控制技术,通过积分控制可以消除系统的静差,通过微分控制可以改善系统的动态相应速度,比例、积分、微分三者有效结合可以满足不同的控制要求。采用这种方法进行加载永利电玩城时,试验人员向计算机输入需要的推力,计算机输出信号到伺服控制器,控制器将该信号与标准推力秤反馈的信号进行比较,并据此控制电液伺服阀的开度,从而控制液压油缸的加载力到需要值。
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1. 5 原位较准对于推力试车台的计量校准,原位较准是最为理想的方式,对发动机地面试车台以中心加载方式进行的推力测量系统校准就属于原位较准。在发动机地面试车台推力测量系统校准中,国外曾出现过在发动机喷口直接进行加载的方法如图 10( a) 所示,而更多的则在校准过程中采用模拟发动机代替真实发动机如图10( b) 所示,国内则完全采用模拟发动机代替真实发动机的形式如图 10( c) 所示。对于全机推力试车台来讲,如果在发动机的喷口位置进行力的加载,这样永利电玩城时加载力的位置和方向、以及到测量传感器之间的传递线路和真实试验时完全一致,也就实现了原位较准。因此,可以设计一个模拟发动机,他的重量和中心位置、安装形式等与真实发动机完全相同,能够实现在飞机上的安装,这样就完全可以实现全机推力试车台推力测量系统的原位较准,提高校准精度。当然,能够像国外一样,实现在发动机喷口的直接加载更为理想。
 
2 结束语
本文先容的全机推力试车台是目前国内唯一可进行发动机装机状态下推力测试的试验设备,通过对试车台推力测量系统和永利电玩城方法进行分析,提出了多种推力校准方法的改进措施,提高了永利电玩城准确度。在实际应用中,考虑永利电玩城状态和工作状态的一致性,将飞机固定后进行永利电玩城,避免试车台架承载重力的变化对推力测量系统的影响。永利电玩城时将三个平台视为一体,进行联合校准,避免各平台独立加载测试引起的误差。同时,根据试验前飞机位置和试验过程中飞机姿态的变化对测量结果进行修正,以获取较为准确的发动机装机推力。

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