CN108528757A - 混合动力飞机动力系统带桨试车台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合动力飞机动力系统带桨试车台，包括底座、可移动的设置于底座上的机头安装架、设置于机头安装架上的混合动力系统模拟机头、与混合动力系统模拟机头连接且由混合动力系统模拟机头驱动的螺旋桨、为混合动力系统模拟机头供电的动力电池和为混合动力系统模拟机头提供燃油的油箱。本发明的混合动力飞机动力系统带桨试车台，结构简单，能够方便的测试出混合动力系统与螺旋桨联合工作时螺旋桨产生的拉力，满足混合动力飞机动力系统的测试要求，并确保各系统能够稳定可靠的工作，基本达到模拟飞机真时运行情况。
Description
技术领域
本发明属于飞机技术领域，具体地说，本发明涉及一种混合动力飞机动力系统带桨试车台。
背景技术
目前动力系统测试台多采用测功机做负载，已知螺旋桨特性，通过测功机模拟螺旋桨特性，这样只能测试动力系统的输出功率，不能测出动力系统与螺旋桨联合工作时螺旋桨产生的拉力。为解决混合动力飞机动力系统带桨试验，急需一套完整的混合动力飞机动力系统带桨试车台，以验证设计方案可行性。现有技术无法满足上述技术要求。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种混合动力飞机动力系统带桨试车台，目的是满足混合动力飞机动力系统的测试要求。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：混合动力飞机动力系统带桨试车台，包括底座、可移动的设置于底座上的机头安装架、设置于机头安装架上的混合动力系统模拟机头、与混合动力系统模拟机头连接且由混合动力系统模拟机头驱动的螺旋桨、为混合动力系统模拟机头供电的动力电池和为混合动力系统模拟机头提供燃油的油箱。
所述混合动力系统模拟机头包括整流罩以及设置于整流罩中的驱动电机、发动机和发电机，驱动电机通过传动轴与所述螺旋桨连接。
所述发动机与所述发电机连接，所述油箱与发动机通过油管连接。
所述的混合动力飞机动力系统带桨试车台还包括用于检测所述螺旋桨产生的拉力大小的测力传感器，测力传感器设置于所述机头安装架和挡板之间，挡板设置于所述底座上。
所述挡板为竖直设置且挡板位于所述机头安装架的移动方向上。
本发明的混合动力飞机动力系统带桨试车台，结构简单，能够方便的测试出混合动力系统与螺旋桨联合工作时螺旋桨产生的拉力，满足混合动力飞机动力系统的测试要求，并确保各系统能够稳定可靠的工作，基本达到模拟飞机真时运行情况，为验证飞机总体设计提供依据。
附图说明
本说明书包括以下附图，所示内容分别是：
图1是本发明混合动力飞机动力系统带桨试车台的结构示意图；
图中标记为：1、底座；2、测力传感器；3、机头安装架；4、计算机控制台；5、油箱；6、动力电池；7、螺旋桨；8、传动轴；9、混合动力系统模拟机头；10、滑轨；11、挡板。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1所示，本发明提供了一种混合动力飞机动力系统带桨试车台，包括底座1、可移动的设置于底座1上的机头安装架3、设置于机头安装架3上的混合动力系统模拟机头9、与混合动力系统模拟机头9连接且由混合动力系统模拟机头9驱动的螺旋桨7、为混合动力系统模拟机头9供电的动力电池6和为混合动力系统模拟机头9提供燃油的油箱5。
具体地说，如图1所示，机头安装架3与底座1通过滑轨10进行连接，机头安装架3相对于底座1进行移动时的移动方向与传动轴8的轴向相平行。混合动力系统模拟机头9用于模拟真实混合动力飞机的机头，这样可以更好的模拟出飞机真实的飞行数据。混合动力系统模拟机头9包括整流罩以及设置于整流罩中的驱动电机、发动机和发电机，驱动电机作为混合动力系统模拟机头9的动力输出部件，驱动电机通过传动轴8与螺旋桨7连接，驱动电机运转后，通过传动轴8带动螺旋桨7进行旋转。发动机与发电机连接，油箱5与发动机通过油管连接，油箱5内储存由燃油。
驱动电机、发动机和发电机等部件构成混合动力飞机的动力系统，其结构如同本领域技术人员所公知的那样，混合动力系统模拟机头9还包括集成控制器、驱动电机控制器和混动控制模块，集成控制器与动力电池6、驱动电机控制器和发电机电连接，驱动电机与驱动电机控制器电连接。集成控制器将发电机产生的三相交流电整流成直流电，为驱动电机供电。动力电池6通过集成控制器到驱动电机控制器，驱动电机控制器将动力电池6提供的直流电逆变成交流电为驱动电机供电。发动机带动发电机发电，电能通过集成控制器为驱动电机供电和为动力电池6补充能量，动力电池6还可以通过外部设备充电机为其充电。驱动电机的能量获取可直接由动力电池6供电，另一种为发动机带动发电机发的电。驱动电机带动螺旋桨7以产生拉力，模拟飞机真实飞行工况。驱动电机优选为高功重比的永磁同步交流电机，达到航空要求，确保测试结果准确性。螺旋桨7的高效区间与驱动电机的高效区间重合(螺旋桨分定距桨和变距桨，定距桨高效区间较窄，变距桨高效区间比定距桨要宽，覆盖的转速范围较大，另效率当然是越大越好，主要受现有的技术水平，资源的配置，资金等因素的制约)，以模拟飞机飞行时最大程度的提高能量的利用率，减少无用功，匹配以满足巡航需求为基本原则，以便试验数据更加接近真实的飞机运行情况。
动力电池6为锂电池且为高能量密度锂电池，动力电池6是由单体锂电池通过串并联的形式组成包，再将若干个包进行串联组成动力电池6组，动力电池6可通过充电机对其进行能量补充，通过集成控制器到驱动电机控制器进行逆变成交流电，混动控制模块可根据动力电池6的电量SOC值判断是否要启动发动机。
混动控制模块对整个动力系统进行能量分配管理，监测与故障诊断，控制驱动电机的输出功率。混动控制模块可根据动力电池6的SOC值(即动力电池的剩余电量)进行判断，控制集成控制器启动发动机。集成控制器根据负载的需求情况调整电子风门的大小，以控制发电机的输出功率，进而可以模拟飞机真实飞行工况，以便试验数据更加接近真实的飞机运行情况，满足测试要求。
混动控制模块通过集成控制器控制驱动电机控制器，以调整驱动电机的输出转速及功率。混动控制模块通过监测各个系统工作情况，及时调整控制策略，确保各个系统安全可靠，如驱动电机控制器的温度高于设定值时，混动控制模块通过集成控制器开始限制输出功率，以降低驱动电机的动能，驱动电机的动能降低后，螺旋桨7的转速降低，可以降低飞机的飞行速度，进而可以模拟飞机真实飞行工况，以便试验数据更加接近真实的飞机运行情况，满足测试要求。
如图1所示，机头安装架3将混合动力系统模拟机头9安全可靠的固定住，本发明的混合动力飞机动力系统带桨试车台还包括用于检测螺旋桨7产生的拉力大小的测力传感器2，根据螺旋桨7拉力特性选定测力传感器2，测力传感器2设置于机头安装架3和挡板11之间，确保螺旋桨7在拉动机头安装架3时，测力传感器2能够很轻松的产生位移，这样采集数据比较准确，挡板11设置于底座1上。混合动力系统模拟机头9启动后，混合动力系统模拟机头9通过传动轴8带动螺旋桨7旋转，螺旋桨7产生拉力，拉动混合动力系统模拟机头9及机头安装架3，机头安装架3在底座1上滑行，测力传感测试出当前的拉力，计算机控制台4记录数据并生成表格。
集成控制器与计算机控制台4通过信号线连接，计算机控制台4控制混合动力系统模拟机头9的启动与停止，计算机控制台4实时采集处理测力传感器2的数据，计算机控制台4根据测力传感器2反馈的数据控制混合动力系统模拟机头9的输出功率的大小，并记录出在不同输出功率下对应螺旋桨7产生的拉力。
如图1所示，挡板11为竖直设置且挡板11位于机头安装架3的移动方向上，机头安装架3位于挡板11和螺旋桨7之间，挡板11和底座1为固定设置。
以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.混合动力飞机动力系统带桨试车台，其特征在于：包括底座、可移动的设置于底座上的机头安装架、设置于机头安装架上的混合动力系统模拟机头、与混合动力系统模拟机头连接且由混合动力系统模拟机头驱动的螺旋桨、为混合动力系统模拟机头供电的动力电池和为混合动力系统模拟机头提供燃油的油箱。
2.根据权利要求1所述的混合动力飞机动力系统带桨试车台，其特征在于：所述混合动力系统模拟机头包括整流罩以及设置于整流罩中的驱动电机、发动机和发电机，驱动电机通过传动轴与所述螺旋桨连接。
3.根据权利要求2所述的混合动力飞机动力系统带桨试车台，其特征在于：所述发动机与所述发电机连接，所述油箱与发动机通过油管连接。
4.根据权利要去1至3任一所述的混合动力飞机动力系统带桨试车台，其特征在于：还包括用于检测所述螺旋桨产生的拉力大小的测力传感器，测力传感器设置于所述机头安装架和挡板之间，挡板设置于所述底座上。
5.根据权利要求4所述的混合动力飞机动力系统带桨试车台，其特征在于：所述挡板为竖直设置且挡板位于所述机头安装架的移动方向上。
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