[发明专利]一种用于模拟直升机APU起动负载的装置

说明书

本发明公开了一种用于模拟直升机APU起动负载的装置，包括底座以及安装在底座上的APU起动液压马达和APU起动负载装置，APU起动负载装置包括依次连接的扭矩转速传感器、惯量模拟机构、扭矩传感器以及加载液压马达；当APU起动液压马达启动后，惯量模拟装置将产生对应的惯性负载，并传递给APU起动液压马达；同时，惯量模拟装置将其高速端的输入转速按照设定的速比减少后输出到加载液压马达，加载液压马达将被动地跟随APU起动液压马达旋转。本发明在液压系统地面全模拟试验中不安装机上APU的情况下能真实模拟APU起动外负载，能快速地根据APU起动马达的转速状态实时给出对应的外负载，为APU装置完成相关试验提供了所必需的负载，降低了试验成本、缩短了试验周期。

技术领域

本发明涉及机电控制设计领域，涉及直升机液压系统地面全模拟试验台的专项设备，具体涉及一种用于模拟直升机APU起动负载的装置。

背景技术

随着高涵道比、大功率发动机在现代直升机上的应用，辅助动力装置(APU，Auxiliary Power Unit)也得到了广泛的使用，并且成为直升机机上不可或缺的关键设备之一。目前，国内外大型直升机上无一例外地采用了APU。APU是装在直升机上的一套不依赖机外任何能源、自成独立体系的小型动力装置。

APU在直升机上的主要作用如下：

1)用于地面起动主发动机：APU正常运转之后，APU的压气机压缩空气，将该空气输送到主发动机，用于起动主发动机。

2)为地面操作提供电源以及提供空中应急电源：APU正常运转之后，驱动发电机工作，从而为直升机提供电源。

3)它还可向直升机提供附加推力，改善直升机的飞行性能。

在某型直升机上，首次采用蓄压器驱动液压马达，从而带动APU起动的液压起动方案。从APU的作用来看，其可靠性水平、性能水平将会对直升机整机的可靠性水平产生直接的影响。因此，对机载APU设备进行性能参数检测、可靠性水平验证的地面试验具有十分重要的现实意义。

在液压系统地面模拟试验台上安装机上APU，不仅试验成本大幅增加而且严重影响试验进度延长试验周期，而APU起动负载模拟装置作为地面半实物仿真系统中的一种重要专用设备，可在地面试验室条件下不安装APU的情况下为APU装置完成相关试验提供所必需的负载，复现其近似的工作状态，其研制的意义也是显而易见的。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于模拟直升机APU起动负载的装置，用以解决现有试验方法所存在的试验成本高、试验周期长的问题。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种用于模拟直升机APU起动负载的装置，包括底座以及安装在底座上的APU起动液压马达和APU起动负载装置，所述APU起动负载装置包括依次连接的扭矩转速传感器、惯量模拟机构、扭矩传感器以及加载液压马达；

所述APU起动液压马达为直升机上的APU起动单元中的液压马达，APU起动液压马达通过蓄压器驱动起动后，带动所述APU起动负载装置运转；

所述APU起动负载装置用于模拟APU转动部分的转动惯量、压气机工作时所需克服的空气阻力、摩擦阻力；

所述扭矩转速传感器用于反映APU起动单元所承受的模拟外负载，包括模拟机构产生的扭矩和加载液压马达所加载的载荷谱扭矩；

所述惯量模拟机构用于模拟APU外负载的角惯量；所述惯量模拟机构包括惯量盘与减速器，其中惯量盘用于提供外负载的角惯量，减速器用于对加载液压马达输出的转速进行减速；

所述扭矩传感器用于实现除惯量盘产生的扭矩之外的加载载荷谱扭矩，所述扭矩为加载液压马达所需要控制精度的扭矩；