基于PC104的航空發動機試車參數檢測系統研究[圖]

摘要：發動機性能的好壞主要取決于發動機高、低壓轉子轉速、滑油壓力、燃油壓力和排氣溫度等技術參數。本文介紹了基于PC104的航空發動機試車參數檢測系統的特點、功能、結構組成和工作原理。針對系統的主要檢測項目，討論了系統的檢測電路設計。

0 引言

航空發動機是飛機的核心部件，是飛機的動力源。航空發動機維護質量直接影響飛機使用情況，甚至影響到飛機的飛行安全。航空發動機在壽命期內，為了保證飛行安全，按規定必須要定期對飛機發動機進行試車，檢查發動機各項性能的好壞。飛機座艙內有顯示試車參數的指針式儀表，但觀察不方便、精度不高、人為誤差較大，且機務人員反映，當發動機試車時，需要記錄大量的參數，尤其發動機故障試車時，還需對試車數據進行分析，使試車時間長，數據記錄、分析處理很不方便。這些缺點與現代高科技戰爭要求已非常不適應，不能滿足外場的維護要求。本試車參數檢測系統基于PC104總線技術，能夠實時檢測、顯示、存儲和打印發動機試車過程中的主要技術參數，從而使機務人員能夠準確地分析、判斷和排除發動機故障，提高發動機使用可靠性。同時可大大縮短維修時間，節約人力、物力，使發動機的維修更加科學、更有針對性。

1 設計的立足點

1.1 保證可靠性

系統研制中始終注重其可靠性和安全性。對外購器材，向供應方提出所供產品必須滿足GJB標準的可靠性要求，供應方提供完整的產品合格證書、使用維護說明等文檔材料，并簽定承包合同，以確保外購器材的可靠性。軟硬件設計嚴格按照設計規范和可靠性大綱進行，采用電磁隔離傳感器，傳感器的信號輸入與輸出端和電源都是隔離的，沒有任何電路加入到飛機上的儀表中，原有的儀表可以正常工作。當系統和飛機連接好后，即使試車儀沒有工作或沒有正常工作，飛機上原有的儀表都能正常工作。

1.2 保證可操作性

系統研制中采用以人為本的設計思想，充分考慮到機務人員的使用要求，智能化程度高、人機界面好、操作簡單、使用方便，具有良好的可操作性。

1.3 保證互換性

系統設計中充分考慮到元器件的互換性，盡量選用標準的、通用性好的元器件，對于軍品盡量選用航空產品，保證設備具有良好的互換性，便于機務人員維修。

1.4 保證精度

保證精度是系統研制過程中始終堅持的設計思想，研制中主要采取了以下方法：一是選用高精度傳感器，使采集到的信號精度能夠達到測試要求：二是采用軟件濾波方法，濾除干擾數據，保證采集數據的準確性；三是硬件設計保證精度，采集數據時不影響機上傳感器和儀表的正常工作，保證采集到的數據真實準確。

2 特點及功能

航空發動機試車參數檢測系統是在借鑒國外地面檢測設備基礎上研制的設備。它采用PC104總線工業計算機和EL屏顯示器，使檢測系統具有體積小、重量輕、便于移動、操作簡單、自動化程度高、可靠性好、顯示信息豐富、人機界面好等特點，能夠全面檢測座艙顯示的發動機性能參數，且準確性高于座艙指針儀表。

系統功能包括：1)實時檢測、顯示發動機的高低壓轉子轉速、發動機振動速度、滑油壓力、滑油溫度、主、副油道燃油壓力和排氣溫度：2)實時繪制試車曲線；3)保存試車參數數據；4)試車結束后，可以查看試車過程中各參數的數據和試車曲線；5)試車儀與計算機數據通訊，試車過程中各參數的數據傳送到計算機上，機務人員可以在計算機查看各參數的數據，以便分析和排除故障。

3 結構組成和工作原理

試車參數檢測系統的設計思想是在不影響飛機儀表正常工作和保證發動機工作安全、可靠的前提下，利用飛機原有的傳感器加以實現。檢測系統的工作不影響維護人員的正常操作，使用時按地面檢測發動機程序試車。此系統包括各傳感器、控制器、數據采集卡、檢測電路、鍵盤、供電電源和顯示屏等部分。檢測原理見圖1所示。

試車時，發動機輸出的高、低壓轉子轉速模擬信號、振動速度模擬信號、滑油壓力模擬信號、滑油溫度模擬信號和排氣溫度模擬信號從飛機的連接插頭處引出，經過檢測電路把各參數的模擬信號隔離轉換為直流電壓信號。主、副油道燃油壓力變送器與燃油主、副輸油圈上的測量接頭相連，壓力變送器感受油壓變化，輸出與主、副油道燃油壓力成正比的直流電壓信號。這些直流電壓信號通過數據采集卡轉換為數字量送入到控制器中，在控制器內通過程序計算得到各參數的數值?？刂破魍ㄟ^程序控制把檢測到的數據存儲到數據存儲器，并在EL顯示屏上顯示各參數的試車數據和試車曲線等。