飞机涡轮冷却器通用试验台的设计
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关键 词 ： 控 系统 ； 环 测试 系统 ； Ｉ ＰＤ控 制
中图分 类号 ：Ｈ１ ７ 文 献标志 码 ： 文章编 号 ：０ ０ ５ （０ ２ １ ＿１８（ Ｔ ３ Ｂ １ ０ ４８ ８ ２ １ ）０（ ３ －３ ） ）
１ 引 言
为 了极 大地 满足 军用 飞机座 舱环 境和 电子设 备通 风冷却 的需 求 ， 飞机 环境 控 制 系 统 在设 计 有 空 气 散热
１空压机 ． ２ 高压气罐 ． ３ 加热器 ． ４ 数字温度表 ． ５ 数字压力表 ．
降低 ， 因此 涡轮 冷却 器 的好 坏 直 接 关 系 到该 系统 的性 能及 战斗 力 的提高 。“ 飞机 涡轮冷却 器通 用试 验 台” 就
是 根据 军 用 飞 机 各 种 类 型 涡 轮 冷 却 器 专 用 《 术 条 技
６ 手动供气开关 ．
７ 大流量可调 电动减压阀 ．
８ 大流量 电动 阀 ．
９ 流量传感 器 ．
ｌ． Ｏ 被测涡轮冷却器
图 １ 气压传动原理图
件》 试 验 大 纲 》 和《 而设 计 的。 是 以计 算 机 为 核 心 的 ，
集状 态监 测 、 据 显示 为 一 体 的涡 轮 冷 却 器 检 测 台。 数
３ ２ 系统 气 体 压 力 与 流 量 控 制 方 案 ．
中央控 制 台是 整 个 实 验 台 的核 心 ， 主要 用 于安 装
计 算机 主机 、 设 （ 外 显示 器 、 印机 等 ） 板 卡 、 种 数 打 、 各
字 量仪 表 （ 压力 、 量 、 流 电压 、 电流 ） 试 验 台状态 指 示 及 灯（ 电源 ， 门打开 、 闭 ） 活 关 。具有 以下 三大 主要 功 能 ： （ ）对 气 源进 行远 程控 制 与监测 ； １ （ ）对 实 验 台系统 参量 进行 控制 调 节 ； ２ （ ）对 附件 性 能进行 测试 。 ３
ｌ８ ３
液 压 与 气动
２１ 第 １ ０ ２年 Ｏ期
飞 机 涡 轮 冷 却 器 通 用 试 验 台 的 设 计
陈汉华 ， 李跃东
Ｇｅ ｅ ａ ｅ ｔＢｅ ｏ ｒ ｒ ｆ Ｔｕ ｂ ｏ ｌ ｒ ｎ ｒ ｌＴ ｓ ｄ ｆ ｒＡｉｃ ａｔ ｒ ｏ Ｃ ｏ ｅ
ＣＨＥＮ ｎ－ ｕ Ｈａ ｈ ａ，Ｌ ｅ ｄ ｎ ＩＹｕ — ｏ ｇ
ｃ 连续 ２ｈ的干 燥 、 净 高 压 气 体 ， 用 充 气 、 气 ｍ 洁 采 储 与放气 分 时进行 的方法 来 设 计 气 源 ， 而解 决 了 由于 从
收稿 日期 ：０ ２ －７ ２ １￣３２
工 况 ， 据要 求 ， 根 结合 气 压 传 动设 计 特 点 ， 计 的相应 设
控制台
图 ２ 控 制 原 理 图
根 据产 品对 测试 系统 的要 求 ， 计 的测 试 台主要 设 由计 算机 自动完成 测 试 工 况 的建 立 ， 要 求 进 行产 品 按 的磨 合试 验 、 性能 测 试 及 状 态 的判 断 。为 了适 应 测试 １ ）气 源
根据飞机环控系统 中涡轮冷却器 《 技术条件》 和 《 试验大纲》 对测试系统的要求 ： 为了保证系统要能提 供温度 为 （ ０士 ）℃ ， 大 出 口压 力 为 （ ７ ５ 最 ４＋０ ３ ｇ ． ）ｋ／
“ 制 台” “ 源 ” “ 试 台 ” 行集 中控制 、 据采 控 对 气 、测 进 数
集及 处理 ， 图 ２所示 。 见
作者简介 ： 陈汉华 （９ ３ ） 男 ， １６ 一 ， 湖北 武汉 人 ， 副教 授 ， 主要研 究方 向： 飞机液压 与气动研究及教学 工作 。
２１ ０ ２年 第 １ Ｏ期
（ 空军第一航空学院 一系 ， 河南 信 阳
４４ ０ ） ６０ ０
摘
要 ： 对 军用飞机 修理 厂对 飞机环 控 系统 涡轮冷 却 器修 理后 测试 难 的 问题 ， 工 厂要 求设计 制造 了 针 按
以计 算机 为核 心的 “ 飞机 涡轮 冷却 器通 用试 验 台” 。该 文介 绍 了该 系统的 基本组 成 、 工作和 技 术特 点。
其 主要功 能是 对各 种类 型 的军用 涡轮冷 却器 进行 实时 检 测 ， 可扩 展到 不 同类 型 军用 系列 飞 机 不 同类 型 的 还 涡 轮冷却 器各 种性 能 的测试 。
２ 测试 系统组成 与 工作原 理
２ １ 系统 组 成 ．
国 ｉ ｉ一 孝 一 一～
圃
测 试系 统气 压传 动原 理 图如 图 １所示 。 整 个 测 试 台 由气 源 、 制 台 、 试 台 三 大 部 分 组 控 测 成 。各组 成部 分之 间 功能相 对独 立 ， 可分 开放置 ， 以方 便 隔 音 、 噪 。组 成 和 工 作 上 相 互 联 系 、 辅 相 成 。 降 相
液 压 与 气动
１９ ３
连续 供气 ， 致气 源体 积 庞大 ， 导 功耗 过 Байду номын сангаас 的问题 。其 主 要 由压气 机 、 不锈 钢 大 型 高压 气 罐 、 压力 传 感 器 、 轮 涡
流 量传 感 器 、 字 显示 表 ， 功 率 电 加热 器 、 数 大 可调 压 力 减 压器 及供 气 开关 组成 。
２ ）控 制 台
的要求 ， 们研 制 了通用 夹具 。在被 测件 进 出 口 ， 我 为适 应 不 同的通 径 ， 计 了与被 测活 门对应 、 快速 更换 的 设 可
接 口； 外 ， 另 在被测 件 的 出 口管 路 上 ， 据 气 动 作 动 筒 根 原 理设计 了紧夹具 ， 用 调 节 合 理 的气 压 给 活 门适 当 利 的压 紧力 ， 不会破 坏 被修理 后部 件 的接 口， 可保证 既 又 被测 件 的快速 装夹 和密 封及 管路 的轴 向膨胀 。
器 的同时 ， 还设计 有 涡轮冷 却器 。这 是 因为 ， 进气 道 从 来 的低 温 空气通 过空 气散 热器 时 ， 受到 阻滞 ， 要 温度要
４
提高 ， 冷却 效果 较差 ； 其 在 高 速 飞行 时 ， 温 气 流 受 尤 低
阻更厉 害 ， 温度 更高 ， 空气 散 热器 的冷却 效果更 会显 著
中图分 类号 ：Ｈ１ ７ 文 献标志 码 ： 文章编 号 ：０ ０ ５ （０ ２ １ ＿１８（ Ｔ ３ Ｂ １ ０ ４８ ８ ２ １ ）０（ ３ －３ ） ）
１ 引 言
为 了极 大地 满足 军用 飞机座 舱环 境和 电子设 备通 风冷却 的需 求 ， 飞机 环境 控 制 系 统 在设 计 有 空 气 散热
１空压机 ． ２ 高压气罐 ． ３ 加热器 ． ４ 数字温度表 ． ５ 数字压力表 ．
降低 ， 因此 涡轮 冷却 器 的好 坏 直 接 关 系 到该 系统 的性 能及 战斗 力 的提高 。“ 飞机 涡轮冷却 器通 用试 验 台” 就
是 根据 军 用 飞 机 各 种 类 型 涡 轮 冷 却 器 专 用 《 术 条 技
６ 手动供气开关 ．
７ 大流量可调 电动减压阀 ．
８ 大流量 电动 阀 ．
９ 流量传感 器 ．
ｌ． Ｏ 被测涡轮冷却器
图 １ 气压传动原理图
件》 试 验 大 纲 》 和《 而设 计 的。 是 以计 算 机 为 核 心 的 ，
集状 态监 测 、 据 显示 为 一 体 的涡 轮 冷 却 器 检 测 台。 数
３ ２ 系统 气 体 压 力 与 流 量 控 制 方 案 ．
中央控 制 台是 整 个 实 验 台 的核 心 ， 主要 用 于安 装
计 算机 主机 、 设 （ 外 显示 器 、 印机 等 ） 板 卡 、 种 数 打 、 各
字 量仪 表 （ 压力 、 量 、 流 电压 、 电流 ） 试 验 台状态 指 示 及 灯（ 电源 ， 门打开 、 闭 ） 活 关 。具有 以下 三大 主要 功 能 ： （ ）对 气 源进 行远 程控 制 与监测 ； １ （ ）对 实 验 台系统 参量 进行 控制 调 节 ； ２ （ ）对 附件 性 能进行 测试 。 ３
ｌ８ ３
液 压 与 气动
２１ 第 １ ０ ２年 Ｏ期
飞 机 涡 轮 冷 却 器 通 用 试 验 台 的 设 计
陈汉华 ， 李跃东
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ＣＨＥＮ ｎ－ ｕ Ｈａ ｈ ａ，Ｌ ｅ ｄ ｎ ＩＹｕ — ｏ ｇ
ｃ 连续 ２ｈ的干 燥 、 净 高 压 气 体 ， 用 充 气 、 气 ｍ 洁 采 储 与放气 分 时进行 的方法 来 设 计 气 源 ， 而解 决 了 由于 从
收稿 日期 ：０ ２ －７ ２ １￣３２
工 况 ， 据要 求 ， 根 结合 气 压 传 动设 计 特 点 ， 计 的相应 设
控制台
图 ２ 控 制 原 理 图
根 据产 品对 测试 系统 的要 求 ， 计 的测 试 台主要 设 由计 算机 自动完成 测 试 工 况 的建 立 ， 要 求 进 行产 品 按 的磨 合试 验 、 性能 测 试 及 状 态 的判 断 。为 了适 应 测试 １ ）气 源
根据飞机环控系统 中涡轮冷却器 《 技术条件》 和 《 试验大纲》 对测试系统的要求 ： 为了保证系统要能提 供温度 为 （ ０士 ）℃ ， 大 出 口压 力 为 （ ７ ５ 最 ４＋０ ３ ｇ ． ）ｋ／
“ 制 台” “ 源 ” “ 试 台 ” 行集 中控制 、 据采 控 对 气 、测 进 数
集及 处理 ， 图 ２所示 。 见
作者简介 ： 陈汉华 （９ ３ ） 男 ， １６ 一 ， 湖北 武汉 人 ， 副教 授 ， 主要研 究方 向： 飞机液压 与气动研究及教学 工作 。
２１ ０ ２年 第 １ Ｏ期
（ 空军第一航空学院 一系 ， 河南 信 阳
４４ ０ ） ６０ ０
摘
要 ： 对 军用飞机 修理 厂对 飞机环 控 系统 涡轮冷 却 器修 理后 测试 难 的 问题 ， 工 厂要 求设计 制造 了 针 按
以计 算机 为核 心的 “ 飞机 涡轮 冷却 器通 用试 验 台” 。该 文介 绍 了该 系统的 基本组 成 、 工作和 技 术特 点。
其 主要功 能是 对各 种类 型 的军用 涡轮冷 却器 进行 实时 检 测 ， 可扩 展到 不 同类 型 军用 系列 飞 机 不 同类 型 的 还 涡 轮冷却 器各 种性 能 的测试 。
２ 测试 系统组成 与 工作原 理
２ １ 系统 组 成 ．
国 ｉ ｉ一 孝 一 一～
圃
测 试系 统气 压传 动原 理 图如 图 １所示 。 整 个 测 试 台 由气 源 、 制 台 、 试 台 三 大 部 分 组 控 测 成 。各组 成部 分之 间 功能相 对独 立 ， 可分 开放置 ， 以方 便 隔 音 、 噪 。组 成 和 工 作 上 相 互 联 系 、 辅 相 成 。 降 相
液 压 与 气动
１９ ３
连续 供气 ， 致气 源体 积 庞大 ， 导 功耗 过 Байду номын сангаас 的问题 。其 主 要 由压气 机 、 不锈 钢 大 型 高压 气 罐 、 压力 传 感 器 、 轮 涡
流 量传 感 器 、 字 显示 表 ， 功 率 电 加热 器 、 数 大 可调 压 力 减 压器 及供 气 开关 组成 。
２ ）控 制 台
的要求 ， 们研 制 了通用 夹具 。在被 测件 进 出 口 ， 我 为适 应 不 同的通 径 ， 计 了与被 测活 门对应 、 快速 更换 的 设 可
接 口； 外 ， 另 在被测 件 的 出 口管 路 上 ， 据 气 动 作 动 筒 根 原 理设计 了紧夹具 ， 用 调 节 合 理 的气 压 给 活 门适 当 利 的压 紧力 ， 不会破 坏 被修理 后部 件 的接 口， 可保证 既 又 被测 件 的快速 装夹 和密 封及 管路 的轴 向膨胀 。
器 的同时 ， 还设计 有 涡轮冷 却器 。这 是 因为 ， 进气 道 从 来 的低 温 空气通 过空 气散 热器 时 ， 受到 阻滞 ， 要 温度要
４
提高 ， 冷却 效果 较差 ； 其 在 高 速 飞行 时 ， 温 气 流 受 尤 低
阻更厉 害 ， 温度 更高 ， 空气 散 热器 的冷却 效果更 会显 著