[发明专利]一种飞机发动机动态仿真试验台

说明书

技术领域

本发明属于“发动机试验设备和试验技术”领域。涉及一种飞机发动机动态仿真试验台。

背景技术

先进飞机的动力装置综合控制系统涉及发动机全权限数字电子控制器(Full Authority Digital Electronic Control(FADEC))、发动机电气控制单元(Engine Interface Control Unit(EICU))、发动机振动检测仪(Engine Vibration Monitor(EVM))等机载控制设备的工作，以及这些设备与飞机航电、飞控、环控、起落架等系统的交联工作，系统间电子化、集成度、综合化程度高，系统间关系复杂、关联性强。因此，必须对动力装置系统进行各种功能试验和交联试验，验证动力装置综合控制系统的功能和性能；检查控制系统与飞机其它系统接口的兼容性；验证在真实的飞机综合环境下FADEC与飞机的匹配性；评估控制系统对飞机和发动机性能的改善程度，由此必须研制飞机动力装置综合控制系统试验台进行试验和设计验证。

目前，国内部分院所致力于开发FADEC控制系统，但只是将FADEC作为发动机的一个产品，研究其内部的算法、工作原理等，涉及到整机的动力装置综合控制系统功能验证试验设备尚属于空白。

国外先进的发动机综合控制系统试验台(美国GE公司)仅局限于发动机的FADEC控制系统功能设计和验证，无法考核飞机动力装置综合控制系统的设计；也无法提供飞机动力装置系统真实的机载试验环境，更不能考核FADEC与机载设备间的综合控制结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在测控软件(内嵌发动机数学模型)控制下，驱动各试验件正常工作，并能真实准确模拟发动机综合控制系统在整个飞行包线内的实际工作过程的试验设备。

本发明的技术解决方案是，飞机发动机动态仿真试验台由接口定义50针、左发动机全权限数字电子控制器、右发动机全权限数字电子控制器、发动机电气控制单元、发动机振动检测仪、发动机试验件(起动阀、防冰阀、点火器)，以及测控系统组成。其中，测控系统包括模拟/离散输入接口卡、内嵌发动机仿真模型的测控软件、传感器模拟单元及接口输出卡。接口定义50针的前端与飞机综合航电系统试验台连接，后端分别与左发动机全权限数字电子控制器、右发动机全权限数字电子控制器、发动机电气控制单元及发动机振动检测仪相应的输入接口连接。然后，通过左发动机全权限数字电子控制器、右发动机全权限数字电子控制器、发动机电气控制单元及发动机振动检测仪、试验件的输出接口分别与测控系统的模拟/离散输入接口卡、传感器模拟单元及接口输出卡连接。测控软件将发动机仿真模型作为系统的软件内核，会根据发动机模型实时输出的信号控制传感器模拟单元实时输出发动机对应的状态信号，通过输出接口卡将其分别送给左发动机全权限数字电子控制器和右发动机全权限数字电子控制器的两个通道、发动机电气控制单元及发动机振动检测仪进行采集和解算。同时，测控软件通过模拟/离散输入接口卡采集左右发动机全权限数字电子控制器的控制量，并通过输出接口卡控制外部的发动机试验件和发动机模型实时运转并通过接口定义50针将发动机的状态信号送给飞机综合试验台的发动机座舱指示告警系统进行状态显示和监测。

本发明具有的优点效果，本发明的优点是试验台功能完整、智能化和可靠性高、响应时间快，在没有真实发动机的情况下，通过发动机仿真模型、电子模拟技术及动态仿真技术，准确模拟飞机整个飞行包线内动力装置系统的动态和稳态工作过程；验证动力装置综合控制系统的功能和性能；检查控制系统与飞机其它系统接口的兼容性；验证在真实的飞机综合环境下FADEC与飞机的匹配性；评估控制系统对飞机和发动机性能的改善程度，是飞机首飞前不可或缺的动力装置综合控制系统试验设备，该发明也可用于其它型号飞机整机系统的动力装置综合控制系统的试验研究，及FADEC、EICU、EVM等机载试验件的功能研究。

本发明采用电子模拟方式激励整个控制系统的试验件工作。模拟传感器包括差动式位移传感器(LVDT)、转速传感器及热电偶传感器；模拟控制器包括伺服阀、电磁阀。系统软件开发中，采用实时采集模块、动态数据滤波和实时动态数据调整功能保证了参数检测和模拟的实时准确性。采用接口定义50针，确保动力装置系统的真实机载环境。

附图说明

图1试验台原理图

图2热电偶传感器模拟原理

图3LVDT传感器模拟原理

图4转速传感器模拟原理

图5测控软件流程图

具体实施方式