基于PC104的航空發(fā)動(dòng)機試車(chē)參數檢測系統研究

摘要：發(fā)動(dòng)機性能的好壞主要取決于發(fā)動(dòng)機高、低壓轉子轉速、滑油壓力、燃油壓力和排氣溫度等技術(shù)參數。本文介紹了基于PC104的航空發(fā)動(dòng)機試車(chē)參數檢測系統的特點(diǎn)、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。
關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機；試車(chē)；PC104；控制器

0 引言
航空發(fā)動(dòng)機是飛機的核心部件，是飛機的動(dòng)力源。航空發(fā)動(dòng)機維護質(zhì)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(fā)動(dòng)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(fā)動(dòng)機進(jìn)行試車(chē)，檢查發(fā)動(dòng)機各項性能的好壞。飛機座艙內有顯示試車(chē)參數的指針式儀表，但觀(guān)察不方便、精度不高、人為誤差較大，且機務(wù)人員反映，當發(fā)動(dòng)機試車(chē)時(shí)，需要記錄大量的參數，尤其發(fā)動(dòng)機故障試車(chē)時(shí)，還需對試車(chē)數據進(jìn)行分析，使試車(chē)時(shí)間長(cháng)，數據記錄、分析處理很不方便。這些缺點(diǎn)與現代高科技戰爭要求已非常不適應，不能滿(mǎn)足外場(chǎng)的維護要求。本試車(chē)參數檢測系統基于PC104總線(xiàn)技術(shù)，能夠實(shí)時(shí)檢測、顯示、存儲和打印發(fā)動(dòng)機試車(chē)過(guò)程中的主要技術(shù)參數，從而使機務(wù)人員能夠準確地分析、判斷和排除發(fā)動(dòng)機故障，提高發(fā)動(dòng)機使用可靠性。同時(shí)可大大縮短維修時(shí)間，節約人力、物力，使發(fā)動(dòng)機的維修更加科學(xué)、更有針對性。

1 設計的立足點(diǎn)
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(chǎn)品必須滿(mǎn)足GJB標準的可靠性要求，供應方提供完整的產(chǎn)品合格證書(shū)、使用維護說(shuō)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(jìn)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(méi)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(chē)儀沒(méi)有工作或沒(méi)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(wù)人員的使用要求，智能化程度高、人機界面好、操作簡(jiǎn)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(chǎn)品，保證設備具有良好的互換性，便于機務(wù)人員維修。
1．4 保證精度
保證精度是系統研制過(guò)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(shí)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(shí)準確。

2 特點(diǎn)及功能
航空發(fā)動(dòng)機試車(chē)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(xiàn)工業(yè)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(dòng)、操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、可靠性好、顯示信息豐富、人機界面好等特點(diǎn)，能夠全面檢測座艙顯示的發(fā)動(dòng)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(shí)時(shí)檢測、顯示發(fā)動(dòng)機的高低壓轉子轉速、發(fā)動(dòng)機振動(dòng)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(shí)時(shí)繪制試車(chē)曲線(xiàn)；3)保存試車(chē)參數數據；4)試車(chē)結束后，可以查看試車(chē)過(guò)程中各參數的數據和試車(chē)曲線(xiàn)；5)試車(chē)儀與計算機數據通訊，試車(chē)過(guò)程中各參數的數據傳送到計算機上，機務(wù)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(chē)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(fā)動(dòng)機工作安全、可靠的前提下，利用飛機原有的傳感器加以實(shí)現。檢測系統的工作不影響維護人員的正常操作，使用時(shí)按地面檢測發(fā)動(dòng)機程序試車(chē)。此系統包括各傳感器、控制器、數據采集卡、檢測電路、鍵盤(pán)、供電電源和顯示屏等部分。檢測原理見(jiàn)圖1所示。