【发明公布】实验室飞机发动机慢车运行环境场平衡控制方法_中国飞机强度研究所_202111507563.6 

申请/专利权人:中国飞机强度研究所

申请日:2021-12-10

公开(公告)日:2022-01-07

公开(公告)号:CN113899554A

主分类号:G01M15/02(20060101)

分类号:G01M15/02(20060101);G05D27/02(20060101)

优先权:

专利状态码:在审-公开

法律状态:2022.01.07#公开

摘要:本发明公开了一种实验室飞机发动机慢车运行环境场平衡控制方法,包括步骤:一、实验室非密闭状态下测量排气风机的最大运行频率;二、在实验室密闭及试验温度状态下,补气风机以10Hz的频率开始运行且同步控制补偿空气温度;三、开启排气风机,协同控制补偿空气流量及温度;四、阶梯式增加补气排气流量,并同步控制补偿空气温度;五、实验室进行飞机发动机慢车运行试验;六、飞机停止发动机慢车运行,阶梯式减小补气排气流量。本发明逐级增加补偿空气流量,并在每一级流量处同步控制补偿空气温度为试验区域温度,阶梯式协同控制排气与补偿空气流量,密闭空间实验室的微正压维持在10Pa~30Pa之间,确保飞机发动机慢车试验安全有效。

主权项:1.实验室飞机发动机慢车运行环境场平衡控制方法,利用环境场平衡控制系统进行实验室飞机发动机慢车运行环境场平衡控制,所述环境场平衡控制系统包括设置在实验室(1)内的环境采集机构、设置在实验室(1)外一侧且与实验室(1)连通的补气控温机构和设置在实验室(1)外另一侧且与实验室(1)连通的排气机构;环境采集机构包括设置在远离飞机(2)发动机尾气排放口的实验室试验区的试验区温度传感器(3)和试验区压力传感器(4),以及设置在实验室靠近尾气排放管道位置的室内出口区温度传感器(5);补气控温机构包括空气补充管道(6)以及顺着气流方向依次设置在空气补充管道(6)内的过滤器(7)、补气入口温度传感器(8)、补气风量测量器(9)、补气风机(11)、调温换热器(12)、补气出口温度传感器(14)和补气风阀(15),空气补充管道(6)上安装有与补气风量测量器(9)配合使用测量风量的补气空气压差传感器(10);排气机构包括尾气排放管道(16)以及顺着气流方向依次设置在尾气排放管道(16)内的排气入口温度传感器(17)、排气风量测量器(18)、排气风阀(21)、排气风机(22)和排气出口温度传感器(23),尾气排放管道(16)上安装有与排气风量测量器(18)配合使用测量风量的尾气排放压差传感器(19);空气补充管道(6)外设置有与调温换热器(12)连接的制冷机组蒸发器,制冷机组蒸发器向调温换热器(12)供应载冷剂的管道上安装有载冷剂调节阀门(13);补气风量测量器(9)和排气风量测量器(18)的结构相同,补气风量测量器(9)和排气风量测量器(18)均包括共面布设的第一温度传感器(24)、第二温度传感器(25)、第三温度传感器(26)、第四度传感器(27)、第五温度传感器(28)和第六温度传感器(29);其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一、实验室非密闭状态下测量排气风机的最大运行频率:使实验室(1)处于非封闭式状态,实验室(1)与外界空气连通,打开排气风阀(21)和喷淋器(20),使飞机发动机慢车运行,逐渐增加排气风机(22)的频率,室内出口区温度传感器(5)的测量值先增大后减小,直至室内出口区温度传感器(5)的测量值与试验区温度传感器(3)的测量值相同,停止调节排气风机(22)的运行频率,此时,排气风机(22)的运行频率为排气风机(22)的最大运行频率fm;步骤二、在实验室密闭及试验温度状态下,补气风机以10Hz的频率开始运行且同步控制补偿空气温度:调节实验室试验区的温度达到飞机发动机慢车试验要求温度,补气风机(11)以10Hz的频率开始运行,同步控制补偿空气温度,利用补气出口温度传感器(14)测量进入实验室1内的补偿空气温度,调节载冷剂调节阀门(13)开度,当时,载冷剂调节阀门(13)全开,调温换热器(12)对补偿空气降温,当时,载冷剂调节阀门(13)关闭,调温换热器(12)对补偿空气升温,直至,使得实验室试验区的温度满足飞机发动机慢车试验温度要求精度;步骤三、开启排气风机,协同控制补偿空气流量及温度:在实验室密闭及试验温度状态下,打开排气风阀(21)和喷淋器(20),排气风机(22)以10Hz的频率开始运行;根据公式,计算排气风机(22)以10Hz的频率运行时的排放尾气速度,其中,为排气风机(22)以10Hz的频率运行时尾气排放压差传感器(19)测量的微正压,m为皮托管系数,i为排气风量测量器(18)中温度传感器的编号且i=1,2,...,6,,为试验区压力传感器(4)采集的室内压力值,为标准大气压值,为排气风机(22)以10Hz的频率运行时排气风量测量器(18)中第i个温度传感器测量的温度值;根据公式,计算排气风机(22)以10Hz的频率运行时的尾气排放量,其中,为尾气排放管道(16)的截面积; 作为补偿空气流量控制目标值,调节补气风机(11)的运行频率从而控制补偿空气流量,使得补偿空气流量与尾气排放量相同,并同时按照步骤二中同步控制补偿空气温度方式,使得实验室试验区的温度满足飞机发动机慢车试验温度要求精度;步骤四、阶梯式增加补气排气流量,并同步控制补偿空气温度:排气风机(22)的运行频率以1Hz的步长增加,排气风机(22)的运行频率每增加1Hz,按照步骤三中方式获取对应运行频率下的尾气排放量,并调节补气风机(11)的运行频率从而控制补偿空气流量,使得补偿空气流量与排气风机(22)在对应运行频率下的尾气排放量相同,并同时按照步骤二中同步控制补偿空气温度方式,使得实验室试验区的温度满足飞机发动机慢车试验温度要求精度;步骤五、实验室进行飞机发动机慢车运行试验:飞机发动机慢车运行,开始飞机发动机慢车运行的气候环境适应性验证试验,排气风机(22)以fm的频率运行,试验过程中根据实验室微正压设计值调节排气风机(22)的运行频率,保证实验室微正压维持在10Pa~30Pa之间,调节排气风机(22)的运行频率,按照步骤三中方式获取当前对应运行频率下的尾气排放量,并调节补气风机(11)的运行频率从而控制补偿空气流量,使得补偿空气流量与排气风机(22)在当前对应运行频率下的尾气排放量相同,并同时按照步骤二中同步控制补偿空气温度方式,使得实验室试验区的温度满足飞机发动机慢车试验温度要求精度;步骤六、飞机停止发动机慢车运行,阶梯式减小补气排气流量:完成飞机发动机慢车运行气候环境适应性验证试验,飞机发动机停止运行,排气风机(22)的运行频率以5Hz的步长减小,排气风机(22)的运行频率每减小5Hz,按照步骤三中方式获取当前对应运行频率下的尾气排放量,并调节补气风机(11)的运行频率从而控制补偿空气流量,使得补偿空气流量与排气风机(22)在当前对应运行频率下的尾气排放量相同,使得补偿空气流量与排气流量阶梯式同步减小,直至排气风机(22)和补气风机(11)停止运行,关闭尾气排放管道(16)和空气补充管道(6)。

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