CN111220344A - 一种模拟飞机发动机舱高温进气的试验系统 - Google Patents

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景宏令
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Abstract

本发明用于模拟飞机发动机舱进气气流，属于气源系统领域,具体涉及一种模拟飞机发动机舱高温进气的试验系统，包括空气压缩与储存单元、高温气流模拟单元；建立高空气流温度模拟单元，以模拟发动机舱的真实工作气流环境，验证发动机舱内设备在高于大气温度环境和高空高温条件下的性能、寿命和可靠性等系列关键数据；本发明能够输出流量可控的气流，并能够提供高温气流，模拟飞机发动机舱真实环境。气源系统提供试验需求的稳定的流量、压力、温度气体，分不同流路输入发动机舱内各个部位，模拟发动机舱内的真实环境，可供试验系统使用。

Description

一种模拟飞机发动机舱高温进气的试验系统
技术领域
本发明用于模拟飞机发动机舱进气气流，属于气源系统领域,具体涉及一种模拟飞机发动机舱高温进气的试验系统。
背景技术
飞机发动机舱受航空发动机内部高温气流影响和航空发动机进口气流影响，其内部电子、机械、仪表等各种设备设施处于不同的温度环境下，因此需要建立一种模拟飞机发动机舱高温进气的试验系统，验证发动机舱内设备能否高可靠性运转。
发明内容
本发明目的：建立高空气流温度模拟单元，以模拟发动机舱的真实工作气流环境，验证发动机舱内设备在高于大气温度环境和高空高温条件下的性能、寿命和可靠性等系列关键数据。
本发明技术方案:一种模拟飞机发动机舱高温进气的试验系统,其特征在于,包括空气压缩与储存单元、高温气流模拟单元；空气压缩与储存单元即压气站，将环境大气压缩后，降温、冷却、干燥、除油、除尘，存储在储气罐群中，提供给高温气流模拟单元；高温气流温度模拟单元通过一个可控硅加温器对气体进行加温，根据飞机发动机舱温度环境的需求，通过高温气流测试模块、高温气流控制模块对气体进行调节，通过高温气流管路模块将不同流量、温度的气体输送到发动机舱不同位置，模拟飞机飞行时发动机舱内的真实环境。
所述高温气流模拟单元包括高温气流管路模块、气流加温模块、高温气流测试模块、高温气流控制模块；空气压缩与储存单元产生的干燥洁净的常温气体，通过高温气流管路模块进入气流加温模块，通过启动加温器，设置好加温温度，压缩气体被加温，通过高温气流控制模块调节高温气流管路模块中流量、压力和温度，启动高温气流测试模块，采集高温气流管路模块中气流温度、压力和流量。
所述高温气流管路模块主要包含常温、高温气流管路、阀门，通过阀门的调节，可以提供不同流量大小的高温气流，通过气流管路输送到飞机发动机模拟舱中。
所述气流加温模块主要包含一个可控硅加温器和相应的PLC控制柜，能够加热压缩气体，并可随气流流量大小自动调节加热量，精密控制气流加热温度。
所述高温气流测试模块主要包含传感器的选型、测点位置的分布、测量数据采集以及记录。
所述高温气流控制模块由计算机、PLC以及输入输出双向反馈阀门组成，控制气源系统各路气流的流量、压力和温度。
所述空气压缩与储存单元包括空气压缩模块、设备冷却模块、气流处理模块、空气储存模块、管路辅助模块、操作测控模块；空气进入空气压缩模块进行压缩，设备冷却模块对压缩后气体进行冷却，气流处理模块对压缩后的气体进行干燥、除油、除尘，通过管路辅助模块和操作测控模块将处理后的气体存储在储气罐群中，提供给高温气流模拟单元。
空气压缩模块是空气压缩与储存单元主体部分，包含空气压缩机，稳压罐等主体设备；
设备冷却模块由冷却水塔、冷却水泵、蓄水池及管道阀门组成；
气流处理模块为气源三联件，包括冷冻式干燥器，无热再生吸附式干燥器，电磁式自动排水器、分离过滤器、油水分离器、管路过滤器、除油过滤器以及精密除油过滤器等气体净化设备；
空气储存模块是经过空气压缩模块压缩以及气流处理系统净化的压缩空气被储存在储气罐群中，提供试验所需稳定的压力气源；主要由储气罐群、管道、控制阀门、安全泄压阀、排污阀等组成；
管路辅助模块通过压缩空气输送管道、各种阀门等将各独立的系统连成有机整理，由现场条件决定；
操作测控模块包含空气压缩与储存单元的启动柜，操作与控制台，设备、水路、气路等温度、压力、流量、振动、电流、电压等系统运行各项数据的测量和监控。
本发明有益效果
本发明能够输出流量可控的气流，并能够提供高温气流，模拟飞机发动机舱真实环境。气源系统提供试验需求的稳定的流量、压力、温度气体，分不同流路输入发动机舱内各个部位，模拟发动机舱内的真实环境，可供试验系统使用。
附图说明
图1气源系统组成框图
图2空气压缩与储存单元原理图
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：如图1、图2所示
1、系统组成
本系统由两个单元组成(图1)，分别为：
1)空气压缩与储存单元:由6部分组成(图2)：
a)空气压缩模块
空气压缩模块是空气压缩与储存单元主体部分，包含空气压缩机，稳压罐等主体设备。空气压缩机和稳压罐根据不同飞机发动机舱进气量大小确定，推荐空气压缩机容积流量不低于25m3/min。稳压罐容积不低于8m3。
b)设备冷却模块
设备冷却模块由冷却水塔、冷却水泵、蓄水池及管道阀门组成。
c)气流处理模块
气流处理模块为气源三联件，包括冷冻式干燥器，无热再生吸附式干燥器，电磁式自动排水器、分离过滤器、油水分离器、管路过滤器、除油过滤器以及精密除油过滤器等气体净化设备。
d)空气储存模块
经过空气压缩模块压缩以及气流处理系统净化的压缩空气被储存在储气罐群中，提供试验所需稳定的压力气源。主要由储气罐群、管道、控制阀门、安全泄压阀、排污阀等组成。储气罐容积不低于35m3。
e)管路辅助模块
管路辅助模块通过压缩空气输送管道、各种阀门等将各独立的系统连成有机整理，由现场条件决定。
f)操作测控模块
包含空气压缩与储存单元的启动柜，操作与控制台，设备、水路、气路等温度、压力、流量、振动、电流、电压等系统运行各项数据的测量和监控。
2)高温气流模拟单元:高温气流的最高加热温度根据不同飞机选定，推荐最高加热温度不低于100℃，由4部分组成：
a)高温气流管路模块
高温气流管路模块主要包含常温、高温气流的管路、阀门等。
b)气流加温模块
气流加温模块主要包含一个可控硅加温器和相应的PLC控制柜，能够加热压缩气体，并可随气流流量大小自动调节加热量，精密控制气流加热温度。
c)高温气流测试模块
高温气流测试模块主要包含传感器的选型、测点位置的分布、测量数据采集以及记录等部分。
d)高温气流控制模块
高温气流控制模块由计算机、PLC以及输入输出双向反馈阀门组成，控制气源系统各路气流的流量、压力和温度。
2、工作流程：
空气压缩与储存单元产生干燥洁净的常温气体，提供给气流温度模拟单元。气流温度模拟单元对气体进行加温，然后提供给发动机舱，使发动机舱完成高温环境模拟试验。
1)空气压缩与储存单元工作流程
空气压缩与储存单元正常工作，提供洁净干燥常温的压缩空气，工作原理为：所述空气压缩与储存单元的空气经过气流处理模块进行初步过虑，进入空气压缩机，空气被压缩后，温度和压力均升高，设备冷却模块对空气压缩机进行冷却的同时，对压缩气体进行初步冷却，并进入稳压气罐缓冲、稳压，从稳压气罐流出的压缩空气进入气流处理模块进一步净化得到洁净气体，然后进入空气储存罐中储存；
2)气流温度模拟单元工作流程
所述高温气流通过启动加温器，设置好加温温度，压缩气体被加温，通过高温气流控制模块调节高温气流管路模块中流量、压力和温度，启动高温气流测试模块，采集高温气流管路模块中气流温度、压力和流量。

Claims (10)

1.一种模拟飞机发动机舱高温进气的试验系统,其特征在于,包括空气压缩与储存单元、高温气流模拟单元；空气压缩与储存单元即压气站，将环境大气压缩后，降温、冷却、干燥、除油、除尘，存储在储气罐群中，提供给高温气流模拟单元；高温气流温度模拟单元通过一个可控硅加温器对气体进行加温，根据飞机发动机舱温度环境的需求，通过高温气流测试模块、高温气流控制模块对气体进行调节，通过高温气流管路模块将不同流量、温度的气体输送到发动机舱不同位置，模拟飞机飞行时发动机舱内的真实环境。
2.如权利要求1所述的模拟飞机发动机舱高温进气的试验系统,其特征在于,所述高温气流模拟单元包括高温气流管路模块、气流加温模块、高温气流测试模块、高温气流控制模块；空气压缩与储存单元产生的干燥洁净的常温气体，通过高温气流管路模块进入气流加温模块，通过启动加温器，设置好加温温度，压缩气体被加温，通过高温气流控制模块调节高温气流管路模块中流量、压力和温度，启动高温气流测试模块，采集高温气流管路模块中气流温度、压力和流量。
3.如权利要求2所述的模拟飞机发动机舱高温进气的试验系统,其特征在于,所述高温气流管路模块主要包含常温、高温气流管路、阀门，通过阀门的调节，可以提供不同流量大小的高温气流，通过气流管路输送到飞机发动机模拟舱中。
4.如权利要求2所述的模拟飞机发动机舱高温进气的试验系统,其特征在于,所述气流加温模块主要包含一个可控硅加温器和相应的PLC控制柜，能够加热压缩气体，并可随气流流量大小自动调节加热量，精密控制气流加热温度。
5.如权利要求2所述的模拟飞机发动机舱高温进气的试验系统,其特征在于,所述高温气流测试模块主要功能为传感器的选型、测点位置的分布、测量数据采集以及记录。
6.如权利要求2所述的模拟飞机发动机舱高温进气的试验系统,其特征在于,所述高温气流控制模块由计算机、PLC以及输入输出双向反馈阀门组成，控制气源系统各路气流的流量、压力和温度。
7.如权利要求1所述的模拟飞机发动机舱高温进气的试验系统,其特征在于,所述空气压缩与储存单元包括空气压缩模块、设备冷却模块、气流处理模块、空气储存模块、管路辅助模块、操作测控模块；空气进入空气压缩模块进行压缩，设备冷却模块对压缩后气体进行冷却，气流处理模块对压缩后的气体进行干燥、除油、除尘，通过管路辅助模块和操作测控模块将处理后的气体存储在储气罐群中，提供给高温气流模拟单元。
8.如权利要求7所述的模拟飞机发动机舱高温进气的试验系统,其特征在于,所述空气压缩模块是空气压缩与储存单元主体部分，包含空气压缩机，稳压罐。
9.如权利要求7所述的模拟飞机发动机舱高温进气的试验系统,其特征在于,所述气流处理模块为气源三联件，包括冷冻式干燥器，无热再生吸附式干燥器，电磁式自动排水器、分离过滤器、油水分离器、管路过滤器、除油过滤器以及精密除油过滤器。
10.如权利要求7所述的模拟飞机发动机舱高温进气的试验系统,其特征在于,所述空气储存模块是经过空气压缩模块压缩以及气流处理系统净化的压缩空气被储存在储气罐群中，提供试验所需稳定的压力气源；主要由储气罐群、管道、控制阀门、安全泄压阀、排污阀组成。
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