CN113800006A - 一种飞机apu实验室扬雪试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞机APU实验室扬雪试验方法，包括以下步骤：一、在实验室空舱条件下组装扬雪试验系统；二、传感器的布设；三、空舱标定试验；四、试验飞机定位；五、飞机APU扬雪试验；六、飞机APU在扬雪环境下的适用性分析。本发明可全年开展试验，不受季节、地域的限制，试验效率更高；试验条件可控性好，可进行自然扬雪试验无法进行的工况点的试验；试验过程高度可控，没有自然扬雪试验中面临的错过环境窗口期的问题；试验可重复进行，可对飞机APU出现的故障进行复现，便于查找引起故障的原因；可与实验室飞机低温试验结合进行，在一架次飞机上完成低温和飞机APU扬雪试验，减少试验飞机的协调和运输工作，节省时间和经费成本。

Description

一种飞机APU实验室扬雪试验方法

技术领域

本发明属于飞机APU扬雪环境适应性验证技术领域，具体涉及一种飞机APU实验室扬雪试验方法。

背景技术

飞机在冬季使用时会遭遇扬雪天气，使得飞机APU的进气系统出现积雪/冰的现象，积雪/冰会导致进气畸变，脱落的雪和冰还有可能被吸入飞机APU从而引起飞机APU损坏。因此适航规章明确提出飞机APU在为飞机作该类营运所制定的使用限制内的扬雪环境中工作时，应没有不利于飞机APU运转或引起功率严重损失的冰积聚，应通过试验的方法表明飞机APU在扬雪环境下的适用性。常温状态下，实验室内温度一般为20℃～25℃，扬雪试验的低温状态下，实验室内温度一般为-10℃～0℃。

目前，国内飞机APU扬雪试验是利用户外的自然扬雪环境，采用“守株待兔”的方式等到满足要求的扬雪环境后再开展试验，采用这种试验方法只能在每年的冬季进行试验，且试验过程中受到温度波动、自然吹风、太阳辐射和天气变化等多种因素的影响，造成试验条件可控性及稳定性较差。试验过程中的突发情况可能引起试验中断，导致错过扬雪环境窗口期，造成试验失败。另外，由于需要扬雪环境满足试验要求后才能开展试验，试验效率较低，试验花费的时间和人工成本较高。由此可见，户外飞机APU扬雪试验方法目前仍存在较大的缺点，本发明针对上述问题，提供了一种飞机APU实验室扬雪试验方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种飞机APU实验室扬雪试验方法，其可全年开展试验，不受季节、地域的限制，试验效率更高；试验条件可控性好，通过标定试验可获得比自然扬雪更准确的环境条件，还可进行自然扬雪试验无法进行的工况点的试验；试验过程高度可控，试验过程中出现的任何突发情况可在处置后接着进行试验，没有自然扬雪试验中面临的错过环境窗口期的问题；试验可重复进行，可对飞机APU出现的故障进行复现，便于查找引起故障的原因；可与实验室飞机低温试验结合进行，在一架次飞机上完成低温和飞机APU扬雪试验，减少试验飞机的协调和运输工作，节省时间和经费成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种飞机APU实验室扬雪试验方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、在实验室空舱条件下组装扬雪试验系统：在实验室空舱条件下组装扬雪试验系统；

其中，所述扬雪试验系统包括轴流风机、安装在轴流风机上的雪耙、用于给雪耙供水的供水系统以及用于给雪耙供气的供气系统；

步骤二、传感器的布设：在雪耙的前方的飞机APU设计位置处布置总含水量测量装置、能见度仪及风速仪；

步骤三、空舱标定试验，具体过程如下：

步骤301、常温状态下风速的标定：在常温状态下，打开轴流风机，通过风速仪测量并记录风速，调节轴流风机的频率并使其频率逐渐增大，直至风速仪测量的风速达到试验要求，记录常温状态下该风速对应的轴流风机的频率，完成实验室常温状态下的风速标定；

步骤302、常温状态下总含水量及能见度的标定：打开供水系统的供水阀门和供气系统的供气阀门，设定供水系统的初始供水压力和供气系统的初始供气压力并运行扬雪试验系统；

通过总含水量测量装置测量雪耙前方飞机APU设计位置处的总含水量，并通过能见度仪测量雪耙前方飞机APU设计位置处的能见度；根据测量的总含水量和能见度值调整供水系统的供水压力、供气系统的供气压力及雾化喷嘴的开启数量，直至测量的总含水量及能见度满足要求，记录实验室常温状态下的供水压力、供气压力和雾化喷嘴的开启数量，关闭轴流风机并停止运行扬雪试验系统；

步骤303、低温状态下风速的标定：将实验室的温度降低到扬雪试验要求的低温，以步骤301中记录的频率开启轴流风机，通过风速仪测量风速，若测量的风速未满足试验要求，调节轴流风机的频率，直至风速仪测量的风速达到试验要求的风速，记录低温状态下该风速对应的轴流风机的频率，完成实验室低温状态下的风速标定；

步骤304、确定供水和供气温度：在实验室低温状态下，按照步骤302中记录的供水压力、供气压力和雾化喷嘴的开启数量运行扬雪试验系统，根据雪耙上的雾化喷嘴不发生冻堵；得到供水系统的试验供水温度和供气系统的试验供气温度；

步骤305、低温状态下总含水量及能见度的标定：在实验室低温状态下，对供水系统的供水压力、供气系统的供气压力和雾化喷嘴的开启数量进行修正，得到实验室低温状态下的供水压力、供气压力和雾化喷嘴的开启数量并进行记录，关闭轴流风机并停止运行扬雪试验系统；

步骤四、试验飞机定位：根据步骤一中确定的飞机APU与扬雪试验系统的相对摆放位置，使试验飞机进入实验室并移动至飞机APU设计位置，调整好试验飞机的方位，使得试验飞机的APU进气风门正对雪耙；

步骤五、飞机APU扬雪试验，具体过程如下：

步骤501、在扬雪试验要求的低温状态下，按照步骤三中确定的供水和供气温度、以及实验室低温状态下记录的轴流风机的频率以及实验室低温状态下记录的供水压力、供气压力和雾化喷嘴的开启数量运行扬雪试验系统；

步骤502、在试验飞机停机状态下测量飞机APU进气风门处的风速、总含水量和能见度并进行记录；

步骤503、判断测量的风速、总含水量和能见度是否满足试验要求，若测量的风速不满足试验要求，按照步骤303所述的方法调节轴流风机的频率，直至风速仪测量的风速达到试验要求的风速；当测量的总含水量和能见度不满足试要求时，对供水系统的供水压力、供气系统的供气压力和雾化喷嘴的开启数量进行修正，直至测量的总含水量和能见度满足试要求；若测量的风速、总含水量和能见度均满足试验要求，执行步骤504；

步骤504、起动飞机APU，待飞机APU稳定工作后采用飞机APU进行环控系统双空调包引气及发电，以模拟扬雪天飞机地面等待时飞机APU的工作状态；若飞机APU没有出现喘振、熄火现象，执行步骤505；若飞机APU出现喘振、熄火现象，则停止扬雪试验；

步骤505、当飞机APU在步骤504的工作模式下稳定工作设定时间后，采用飞机APU起动发动机，以模拟扬雪天飞机地面等待后起飞时飞机APU的工作状态，发动机起动后关闭飞机APU；若飞机APU没有出现喘振、熄火现象，执行步骤506；若飞机APU出现喘振、熄火现象，则停止扬雪试验；

步骤506、测量飞机APU进气风门处的风速、总含水量和能见度并进行记录，当测量的风速、总含水量和能见度满足试验要求时，执行步骤六；当测量的风速、总含水量和能见度不满足满足试验要求时，关闭扬雪试验系统并进行故障排查；

步骤六、飞机APU在扬雪环境下的适用性分析：关闭扬雪试验系统，从飞机的数据采集系统下载飞机APU飞行参数，分析试验过程中飞机APU转速、排气温度和滑油温度是否超过限制值；

若试验过程中飞机APU转速、排气温度和滑油温度均未超过限制值，则表明该飞机APU能够适用扬雪环境；若试验过程中飞机APU转速、排气温度或滑油温度超过限制值，则表明该飞机APU不能够适用扬雪环境。

上述的一种飞机APU实验室扬雪试验方法，其特征在于：所述轴流风机的过渡段与稳定段之间安装有蜂窝器，所述雪耙安装在稳定段的出口处。

上述的一种飞机APU实验室扬雪试验方法，其特征在于：所述雪耙为安装在稳定段的出口处的喷雾装置，所述雪耙包括带雾化喷嘴的喷雾杆及其附属管路，所述附属管路包括进气管和进水管；

所述供水系统与所述进水管连通，将经过纯化处理的水送至所述雾化喷嘴；

所述供气系统与所述进气管连通，将经过过滤处理的高压空气送至所述雾化喷嘴。

上述的一种飞机APU实验室扬雪试验方法，其特征在于：步骤二中，飞机APU距雪耙的距离为2m～3m，飞机APU的进气风门与雪耙正对，飞机APU的进气风门中心与轴流风机的中轴线布设在同一高度。

上述的一种飞机APU实验室扬雪试验方法，其特征在于：步骤302中，每调节一次供水系统的供水压力和供气系统的供气压力，均需要保证对雪耙前方飞机APU设计位置处的总含水量和能见度测量时间不少于3分钟。

上述的一种飞机APU实验室扬雪试验方法，其特征在于：步骤304中，确定供水和供气温度的具体过程如下：

步骤3041、设定供水系统的初始供水温度和供气系统的初始供气温度，按照步骤302中记录的供水压力、供气压力和雾化喷嘴的开启数量运行扬雪试验系统；

步骤3042、判断雪耙上的雾化喷嘴是否发生冻堵，若雪耙上的雾化喷嘴发生了冻堵现象，执行步骤3043；若雪耙上的雾化喷嘴未发生冻堵，则得到供水系统的试验供水温度和供气系统的试验供气温度；

步骤3043、调节供水系统的供水温度升高，调节供气系统的供气温度升高，直至雪耙上的雾化喷嘴不发生冻堵，则得到供水系统的试验供水温度和供气系统的试验供气温度；

调节供水系统的供水温度每次升高的温度满足第一设定温度值，调节供气系统的供气温度每次升高的温度满足第一设定温度值。

上述的一种飞机APU实验室扬雪试验方法，其特征在于：步骤305中，对供水系统的供水压力、供气系统的供气压力和雾化喷嘴的开启数量进行修正的具体过程如下：

步骤3051、在实验室低温状态下，根据步骤304中确定的试验供水温度和试验供气温度持续运行扬雪试验系统；

步骤3052、通过总含水量测量装置测量雪耙前方飞机APU设计位置处的总含水量，并通过能见度仪测量雪耙前方飞机APU设计位置处的能见度，测量时间不小于3分钟；

步骤3053、判断测量的总含水量和能见度是否满足试验要求，当测量的总含水量和能见度不满足试验要求时，执行步骤3054；当测量的总含水量和能见度满足试验要求时，完成修正；

步骤3054、调整供水系统的供水压力、供气系统的供气压力和雾化喷嘴的开启数量，直至测量的总含水量和能见度满足试验要求，完成修正。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过在实验室常温状态下，首先进行风速标定，能够为后面含水量及能见度的测量提供一定的风速条件，使得含水量及能见度的测量结构更加准确和可靠；同时通过在实验室常温状态下对总含水量及能见度进行标定，即得到常温状态下的供水压力、供气压力和雾化喷嘴的开启数量，能够为低温状态下的标定试验提供一定的依据，避免低温状态下因参数调整不合适导致设备在低温状态下发生损伤或故障。

2、本发明在实验室内设置扬雪试验系统进行飞机APU扬雪试验，可全年开展试验，不受季节、地域的限制，试验效率更高。

3、本发明的试验条件可控性好，通过在飞机进入实验室前对扬雪试验系统的状态进行检查，并以试验要求的扬雪试验条件为基础，在要求的低温环境中对扬雪试验的风速、总含水量和能见度进行标定，获得扬雪试验系统的各项控制参数，可获得比自然扬雪更准确的环境条件，还可进行自然扬雪试验无法进行的工况点的试验，试验过程高度可控，试验过程中出现的任何突发情况可在处置后接着进行试验，没有自然扬雪试验中面临的错过环境窗口期的问题。

4、本发明在实验室内的飞机APU扬雪试验可重复进行，可对飞机APU出现的故障进行复现，便于查找引起故障的原因；可与实验室飞机低温试验结合进行，在一架次飞机上完成低温和飞机APU扬雪试验，减少试验飞机的协调和运输工作，节省时间和经费成本。

综上所述，本发明可全年开展试验，不受季节、地域的限制，试验效率更高；试验条件可控性好，通过标定试验可获得比自然扬雪更准确的环境条件，还可进行自然扬雪试验无法进行的工况点的试验；试验过程高度可控，试验过程中出现的任何突发情况可在处置后接着进行试验，没有自然扬雪试验中面临的错过环境窗口期的问题；试验可重复进行，可对飞机APU出现的故障进行复现，便于查找引起故障的原因；可与实验室飞机低温试验结合进行，在一架次飞机上完成低温和飞机APU扬雪试验，减少试验飞机的协调和运输工作，节省时间和经费成本。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明扬雪试验方法的流程框图。

图2为本发明扬雪试验系统的结构示意图。

附图标记说明:

1—轴流风机； 2—过渡段； 3—蜂窝器；

4—稳定段； 5—雪耙； 6—供水系统；

7—供气系统。

具体实施方式

如图1和图2所示的一种飞机APU实验室扬雪试验方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、在实验室空舱条件下组装扬雪试验系统：在实验室空舱条件下组装扬雪试验系统，确保扬雪试验系统的供电和通讯正常；

其中，所述扬雪试验系统包括轴流风机1、安装在轴流风机1上的雪耙5、用于给雪耙5供水的供水系统6以及用于给雪耙5供气的供气系统7；

实际使用时，首先要确定扬雪试验条件、飞机APU与扬雪试验系统的相对摆放位置，扬雪试验条件包括风机频率、雪耙供水和供气参数、雪耙5上雾化喷嘴开启数量这几种控制参数，然后将扬雪试验系统的各部分按照设计方案组装到位。

需要说明的是，轴流风机1模拟吹风，并对风速进行调节，蜂窝器3和稳定段4将轴流风机1产生的具有较大涡流的风进行整流，获得较平稳的气流。

步骤二、传感器的布设：在雪耙5的前方的飞机APU设计位置处布置总含水量测量装置、能见度仪及风速仪；

实际使用时，总含水量测量装置用于测量雪耙5前方飞机APU设计位置处形成的水雾的总含水量，能见度仪用于测量雪耙5前方飞机APU设计位置处的能见度，风速仪用于测量雪耙5前方飞机APU设计位置处的风速，进而便于该试验能够更准确的模拟自然扬雪气候下的环境条件，进而保证试验结构的可靠性。

步骤三、空舱标定试验，具体过程如下：

步骤301、常温状态下风速的标定：在常温状态下，打开轴流风机1，通过风速仪测量并记录风速，调节轴流风机1的频率并使其频率逐渐增大，直至风速仪测量的风速达到试验要求，记录常温状态下该风速对应的轴流风机1的频率，完成实验室常温状态下的风速标定；

实际使用时，在实验室常温状态下，首先进行风速标定，能够为后面含水量及能见度的测量提供一定的风速条件，使得含水量及能见度的测量结构更加准确和可靠。

步骤302、常温状态下总含水量及能见度的标定：打开供水系统6的供水阀门和供气系统7的供气阀门，根据扬雪试验要求的总含水量及雪耙5上的雾化喷嘴的几何尺寸、结构形状、雾化喷嘴的气流出口截面积和喷射顶角等特性，设定供水系统6的初始供水压力和供气系统7的初始供气压力并运行扬雪试验系统；

通过总含水量测量装置测量雪耙5前方飞机APU设计位置处的总含水量，并通过能见度仪测量雪耙5前方飞机APU设计位置处的能见度；根据测量的总含水量和能见度值调整供水系统6的供水压力、供气系统7的供气压力及雾化喷嘴的开启数量，直至测量的总含水量及能见度满足要求，记录实验室常温状态下的供水压力、供气压力和雾化喷嘴的开启数量，关闭轴流风机1并停止运行扬雪试验系统；

实际使用时，在常温状态下，首先对总含水量及能见度进行标定，即得到常温状态下的供水压力、供气压力和雾化喷嘴的开启数量，能够为低温状态下的标定试验提供一定的依据，避免低温状态下因参数调整不合适导致设备在低温状态下发生损伤或故障。

本实施例中，当雪耙5前方飞机APU设计位置处的总含水量较高时，或能见度较低时，需要适当降低供水系统6的供水压力和供气系统7的供气压力，并适当减少雾化喷嘴的开启数量；当雪耙5前方飞机APU设计位置处的总含水量较低时，或能见度较高时，需要适当提高供水系统6的供水压力和供气系统7的供气压力，并适当增多雾化喷嘴的开启数量。

步骤303、低温状态下风速的标定：将实验室的温度降低到扬雪试验要求的低温，以步骤301中记录的频率开启轴流风机1，通过风速仪测量风速，若测量的风速未满足试验要求，调节轴流风机1的频率，直至风速仪测量的风速达到试验要求的风速，记录低温状态下该风速对应的轴流风机1的频率，完成实验室低温状态下的风速标定；

步骤304、确定供水和供气温度：在实验室低温状态下，按照步骤302中记录的供水压力、供气压力和雾化喷嘴的开启数量运行扬雪试验系统，根据雪耙5上的雾化喷嘴不发生冻堵；得到供水系统6的试验供水温度和供气系统7的试验供气温度；

步骤305、低温状态下总含水量及能见度的标定：在实验室低温状态下，对供水系统6的供水压力、供气系统7的供气压力和雾化喷嘴的开启数量进行修正，得到实验室低温状态下的供水压力、供气压力和雾化喷嘴的开启数量并进行记录，关闭轴流风机1并停止运行扬雪试验系统；

实际使用时，在实验室内设置扬雪试验系统进行飞机APU扬雪试验，可全年开展试验，不受季节、地域的限制，试验效率更高。

需要说明的是，该方法的试验条件可控性好，通过在飞机进入实验室前对扬雪试验系统的状态进行检查，并以试验要求的扬雪试验条件为基础，在要求的低温环境中对扬雪试验的风速、总含水量和能见度进行标定，获得扬雪试验系统的各项控制参数，可获得比自然扬雪更准确的环境条件，还可进行自然扬雪试验无法进行的工况点的试验，试验过程高度可控，试验过程中出现的任何突发情况可在处置后接着进行试验，没有自然扬雪试验中面临的错过环境窗口期的问题。

本实施例中，先进行空舱常温调试试验，经调试，轴流风机频率为20Hz时，风速约在12.5m/s；当供水压力为480kPa，供气压力为400kPa，雪耙雾化喷嘴全开时，总含水量为3.5g/m³～3.8g/m³，能见度低于400m；随后实验室降温到-9℃，进行空舱低温调试，第一步进行风速测量，当轴流风机频率为20Hz时，风速基本与常温调试时相同，满足试验要求；第二步，对雪耙5供水和供气，供水温度为5℃，供气温度为50℃，供水压力为480kPa，供气压力为400kPa，雪耙未出现冻堵的情况；根据总含水量及能见度测量结果对供水和供气压力进行微调，经调节，当供水压力为485kPa，供气压力为390kPa时，总含水量约为3.5g/m³，能见度低于400m，满足试验要求，空舱调试试验结束。

步骤四、试验飞机定位：根据步骤一中确定的飞机APU与扬雪试验系统的相对摆放位置，使试验飞机进入实验室并移动至飞机APU设计位置，调整好试验飞机的方位，使得试验飞机的APU进气风门正对雪耙5；

实际使用时，当低温状态下的总含水量及能见度的标定试验完成后，为了保证飞机能够正常进去实验室，需要将扬雪试验系统移动至实验室中不阻挡飞机行进的角落，待飞机定位好之后，再将扬雪试验系统的各部件按照设定的位置进行复位，同时将总含水量测量装置、能见度仪及风速仪设置在飞机APU进气风门处。

步骤五、飞机APU扬雪试验，具体过程如下：

步骤501、在扬雪试验要求的低温状态下，按照步骤三中确定的供水和供气温度、以及实验室低温状态下记录的轴流风机1的频率以及实验室低温状态下记录的供水压力、供气压力和雾化喷嘴的开启数量运行扬雪试验系统；

步骤502、在试验飞机停机状态下测量飞机APU进气风门处的风速、总含水量和能见度并进行记录，保证飞机停机状态下的风速、总含水量和能见度均满足实验要求；

实际使用时，在正式进行扬雪试验之前，再次对飞机APU进气风门处的风速、总含水量和能见度进行测量，能够保证在飞机入场之后，实验室仍具备扬雪试验条件。

步骤503、判断测量的风速、总含水量和能见度是否满足试验要求，若测量的风速不满足试验要求，按照步骤303所述的方法调节轴流风机1的频率，直至风速仪测量的风速达到试验要求的风速；当测量的总含水量和能见度不满足试要求时，对供水系统6的供水压力、供气系统7的供气压力和雾化喷嘴的开启数量进行修正，直至测量的总含水量和能见度满足试要求；若测量的风速、总含水量和能见度均满足试验要求，执行步骤504；

实际使用时，步骤503中对供水系统6的供水压力、供气系统7的供气压力和雾化喷嘴的开启数量进行修正时，方法与步骤305的修正方法一致。

需要说明的是，步骤503中调节轴流风机1的频率时，采用微调的方式，保证风速仪测量的风速依然在试验要求的风速范围内；对供水系统6的供水压力、供气系统7的供气压力和雾化喷嘴的开启数量进行修正调节时也采用微调的方式，保证测量的总含水量和能见度均在试验要求的范围内。

步骤504、起动飞机APU，待飞机APU稳定工作后采用飞机APU进行环控系统双空调包引气及发电，以模拟扬雪天飞机地面等待时飞机APU的工作状态；若飞机APU没有出现喘振、熄火现象，执行步骤505；若飞机APU出现喘振、熄火现象，则停止扬雪试验；

步骤505、当飞机APU在步骤504的工作模式下稳定工作设定时间后，采用飞机APU起动发动机，以模拟扬雪天飞机地面等待后起飞时飞机APU的工作状态，发动机起动后关闭飞机APU；若飞机APU没有出现喘振、熄火现象，执行步骤506；若飞机APU出现喘振、熄火现象，则停止扬雪试验；

实际使用时，若飞机APU出现喘振、熄火现象，则停止扬雪试验，从飞机的数据采集系统下载飞机APU飞行参数并根据该参数来分析飞机APU出现喘振、熄火现象的原因，待找出原因并修复后重新进行实验。

步骤506、测量飞机APU进气风门处的风速、总含水量和能见度并进行记录，当测量的风速、总含水量和能见度满足试验要求时，执行步骤六；当测量的风速、总含水量和能见度不满足满足试验要求时，关闭扬雪试验系统并进行故障排查；

本实施例中，进行飞机APU扬雪试验，将飞机APU模拟试验件及扬雪试验系统安装到位；将实验室温度降低到-9℃，以供水温度为5℃、供气温度为50℃、供水压力为485kPa及供气压力为390kPa运行扬雪试验系统，在飞机APU模拟试验件进气风门处测量扬雪环境条件3mim，移除总含水量测量装置、能见度仪及风速仪等测量设备；模拟飞机APU环控双包引起及发电、起动发动机时的进气情况，观察并记录进气部分的积雪及雪脱落情况；完成相关试验后再次测量飞机APU模拟试验件进气风门处的扬雪环境条件3min，结果表明前后两次的扬雪环境条件基本相近；关闭扬雪试验系统，试验结束。

实际使用时，在关闭飞机APU后，再次测量飞机APU进气风门处的风速、总含水量和能见度，能够保证整个扬雪试验过程中，实验室内的条件均满足扬雪试验要求。

步骤六、飞机APU在扬雪环境下的适用性分析：关闭扬雪试验系统，从飞机的数据采集系统下载飞机APU飞行参数，分析试验过程中飞机APU转速、排气温度和滑油温度是否超过限制值；

若试验过程中飞机APU转速、排气温度和滑油温度均未超过限制值，则表明该飞机APU能够适用扬雪环境；若试验过程中飞机APU转速、排气温度或滑油温度超过限制值，则表明该飞机APU不能够适用扬雪环境。

实际使用时，在实验室内的飞机APU扬雪试验可重复进行，可对飞机APU出现的故障进行复现，便于查找引起故障的原因；可与实验室飞机低温试验结合进行，在一架次飞机上完成低温和飞机APU扬雪试验，减少试验飞机的协调和运输工作，节省时间和经费成本。

具体实施时，所述轴流风机1的过渡段2与稳定段4之间安装有蜂窝器3，所述雪耙5安装在稳定段4的出口处。

具体实施时，所述雪耙5为安装在稳定段4的出口处的喷雾装置，所述雪耙5包括带雾化喷嘴的喷雾杆及其附属管路，所述附属管路包括进气管和进水管，每个所述喷雾杆均具有翼型包络表面；

所述供水系统6与所述进水管连通，将经过纯化处理的水送至所述雾化喷嘴；

所述供气系统7与所述进气管连通，将经过过滤处理的高压空气送至所述雾化喷嘴。

实际使用时，雪耙5中的雾化喷嘴将带压力的水和压缩空气混合后喷出形成水雾，并由从稳定段4来的气流将水雾吹出，在此过程中水雾与实验室低温环境换热后结晶成雪。

具体实施时，步骤二中，总含水量测量装置、能见度仪及风速仪布设在步骤一中确定的飞机APU的位置处，飞机APU距雪耙5的距离为2m～3m，飞机APU的进气风门与雪耙5正对，飞机APU的进气风门中心与轴流风机1的中轴线布设在同一高度。

具体实施时，步骤302中，每调节一次供水系统6的供水压力和供气系统7的供气压力，均需要保证对雪耙5前方飞机APU设计位置处的总含水量和能见度测量时间不少于3分钟。

具体实施时，步骤304中，确定供水和供气温度的具体过程如下：

步骤3041、根据步骤302中记录的供水压力打开供水系统6的供水阀门，根据步骤302中记录的供气压力打开供气系统7的供气阀门，根据步骤302中记录的雾化喷嘴的开启数量打开雪耙5上的雾化喷嘴，设定供水系统6的初始供水温度5℃和供气系统7的初始供气温度50℃；

步骤3042、判断雪耙5上的雾化喷嘴是否发生冻堵，若雪耙5上的雾化喷嘴发生了冻堵现象，执行步骤3043；若雪耙5上的雾化喷嘴未发生冻堵，则得到供水系统6的试验供水温度和供气系统7的试验供气温度；

步骤3043、调节供水系统6的供水温度升高，调节供气系统7的供气温度升高，直至雪耙5上的雾化喷嘴不发生冻堵，则得到供水系统6的试验供水温度和供气系统7的试验供气温度；

调节供水系统6的供水温度每次升高5℃，调节供气系统7的供气温度每次升高10℃。

具体实施时，步骤305中，对供水系统6的供水压力、供气系统7的供气压力和雾化喷嘴的开启数量进行修正的具体过程如下：

步骤3051、在实验室低温状态下，根据步骤304中确定的试验供水温度和试验供气温度持续运行扬雪试验系统；

步骤3052、通过总含水量测量装置测量雪耙5前方飞机APU设计位置处的总含水量，并通过能见度仪测量雪耙5前方飞机APU设计位置处的能见度，测量时间不小于3分钟；

步骤3053、判断测量的总含水量和能见度是否满足试验要求，当测量的总含水量和能见度不满足试验要求时，执行步骤3054；当测量的总含水量和能见度满足试验要求时，完成修正；

步骤3054、调整供水系统6的供水压力、供气系统7的供气压力和雾化喷嘴的开启数量，直至测量的总含水量和能见度满足试验要求，完成修正。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种飞机APU实验室扬雪试验方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、在实验室空舱条件下组装扬雪试验系统：在实验室空舱条件下组装扬雪试验系统；

其中，所述扬雪试验系统包括轴流风机（1）、安装在轴流风机（1）上的雪耙（5）、用于给雪耙（5）供水的供水系统（6）以及用于给雪耙（5）供气的供气系统（7）；

步骤二、传感器的布设：在雪耙（5）的前方的飞机APU设计位置处布置总含水量测量装置、能见度仪及风速仪；

步骤三、空舱标定试验，具体过程如下：

步骤301、常温状态下风速的标定：在常温状态下，打开轴流风机（1），通过风速仪测量并记录风速，调节轴流风机（1）的频率并使其频率逐渐增大，直至风速仪测量的风速达到试验要求，记录常温状态下该风速对应的轴流风机（1）的频率，完成实验室常温状态下的风速标定；

步骤302、常温状态下总含水量及能见度的标定：打开供水系统（6）的供水阀门和供气系统（7）的供气阀门，设定供水系统（6）的初始供水压力和供气系统（7）的初始供气压力并运行扬雪试验系统；

通过总含水量测量装置测量雪耙（5）前方飞机APU设计位置处的总含水量，并通过能见度仪测量雪耙（5）前方飞机APU设计位置处的能见度；根据测量的总含水量和能见度值调整供水系统（6）的供水压力、供气系统（7）的供气压力及雾化喷嘴的开启数量，直至测量的总含水量及能见度满足要求，记录实验室常温状态下的供水压力、供气压力和雾化喷嘴的开启数量，关闭轴流风机（1）并停止运行扬雪试验系统；

步骤303、低温状态下风速的标定：将实验室的温度降低到扬雪试验要求的低温，以步骤301中记录的频率开启轴流风机（1），通过风速仪测量风速，若测量的风速未满足试验要求，调节轴流风机（1）的频率，直至风速仪测量的风速达到试验要求的风速，记录低温状态下该风速对应的轴流风机（1）的频率，完成实验室低温状态下的风速标定；

步骤304、确定供水和供气温度：在实验室低温状态下，按照步骤302中记录的供水压力、供气压力和雾化喷嘴的开启数量运行扬雪试验系统，根据雪耙（5）上的雾化喷嘴不发生冻堵；得到供水系统（6）的试验供水温度和供气系统（7）的试验供气温度；

步骤305、低温状态下总含水量及能见度的标定：在实验室低温状态下，对供水系统（6）的供水压力、供气系统（7）的供气压力和雾化喷嘴的开启数量进行修正，得到实验室低温状态下的供水压力、供气压力和雾化喷嘴的开启数量并进行记录，关闭轴流风机（1）并停止运行扬雪试验系统；

步骤四、试验飞机定位：根据步骤一中确定的飞机APU与扬雪试验系统的相对摆放位置，使试验飞机进入实验室并移动至飞机APU设计位置，调整好试验飞机的方位，使得试验飞机的APU进气风门正对雪耙（5）；

步骤五、飞机APU扬雪试验，具体过程如下：

步骤501、在扬雪试验要求的低温状态下，按照步骤三中确定的供水和供气温度、以及实验室低温状态下记录的轴流风机（1）的频率以及实验室低温状态下记录的供水压力、供气压力和雾化喷嘴的开启数量运行扬雪试验系统；

步骤502、在试验飞机停机状态下测量飞机APU进气风门处的风速、总含水量和能见度并进行记录；

步骤503、判断测量的风速、总含水量和能见度是否满足试验要求，若测量的风速不满足试验要求，按照步骤303所述的方法调节轴流风机（1）的频率，直至风速仪测量的风速达到试验要求的风速；当测量的总含水量和能见度不满足试要求时，对供水系统（6）的供水压力、供气系统（7）的供气压力和雾化喷嘴的开启数量进行修正，直至测量的总含水量和能见度满足试要求；若测量的风速、总含水量和能见度均满足试验要求，执行步骤504；

步骤504、起动飞机APU，待飞机APU稳定工作后采用飞机APU进行环控系统双空调包引气及发电，以模拟扬雪天飞机地面等待时飞机APU的工作状态；若飞机APU没有出现喘振、熄火现象，执行步骤505；若飞机APU出现喘振、熄火现象，则停止扬雪试验；

步骤505、当飞机APU在步骤504的工作模式下稳定工作设定时间后，采用飞机APU起动发动机，以模拟扬雪天飞机地面等待后起飞时飞机APU的工作状态，发动机起动后关闭飞机APU；若飞机APU没有出现喘振、熄火现象，执行步骤506；若飞机APU出现喘振、熄火现象，则停止扬雪试验；

步骤506、测量飞机APU进气风门处的风速、总含水量和能见度并进行记录，当测量的风速、总含水量和能见度满足试验要求时，执行步骤六；当测量的风速、总含水量和能见度不满足满足试验要求时，关闭扬雪试验系统并进行故障排查；

步骤六、飞机APU在扬雪环境下的适用性分析：关闭扬雪试验系统，从飞机的数据采集系统下载飞机APU飞行参数，分析试验过程中飞机APU转速、排气温度和滑油温度是否超过限制值；

若试验过程中飞机APU转速、排气温度和滑油温度均未超过限制值，则表明该飞机APU能够适用扬雪环境；若试验过程中飞机APU转速、排气温度或滑油温度超过限制值，则表明该飞机APU不能够适用扬雪环境。

2.按照权利要求1所述的一种飞机APU实验室扬雪试验方法，其特征在于：所述轴流风机（1）的过渡段（2）与稳定段（4）之间安装有蜂窝器（3），所述雪耙（5）安装在稳定段（4）的出口处。

3.按照权利要求1所述的一种飞机APU实验室扬雪试验方法，其特征在于：所述雪耙（5）为安装在稳定段（4）的出口处的喷雾装置，所述雪耙（5）包括带雾化喷嘴的喷雾杆及其附属管路，所述附属管路包括进气管和进水管；

所述供水系统（6）与所述进水管连通，将经过纯化处理的水送至所述雾化喷嘴；

所述供气系统（7）与所述进气管连通，将经过过滤处理的高压空气送至所述雾化喷嘴。

4.按照权利要求1所述的一种飞机APU实验室扬雪试验方法，其特征在于：步骤二中，飞机APU距雪耙（5）的距离为2m～3m，飞机APU的进气风门与雪耙（5）正对，飞机APU的进气风门中心与轴流风机（1）的中轴线布设在同一高度。

5.按照权利要求1所述的一种飞机APU实验室扬雪试验方法，其特征在于：步骤302中，每调节一次供水系统（6）的供水压力和供气系统（7）的供气压力，均需要保证对雪耙（5）前方飞机APU设计位置处的总含水量和能见度测量时间不少于3分钟。

6.按照权利要求1所述的一种飞机APU实验室扬雪试验方法，其特征在于：步骤304中，确定供水和供气温度的具体过程如下：

步骤3041、设定供水系统（6）的初始供水温度和供气系统（7）的初始供气温度，按照步骤302中记录的供水压力、供气压力和雾化喷嘴的开启数量运行扬雪试验系统；

步骤3042、判断雪耙（5）上的雾化喷嘴是否发生冻堵，若雪耙（5）上的雾化喷嘴发生了冻堵现象，执行步骤3043；若雪耙（5）上的雾化喷嘴未发生冻堵，则得到供水系统（6）的试验供水温度和供气系统（7）的试验供气温度；

步骤3043、调节供水系统（6）的供水温度升高，调节供气系统（7）的供气温度升高，直至雪耙（5）上的雾化喷嘴不发生冻堵，则得到供水系统（6）的试验供水温度和供气系统（7）的试验供气温度；

调节供水系统（6）的供水温度每次升高的温度满足第一设定温度值，调节供气系统（7）的供气温度每次升高的温度满足第一设定温度值。

7.按照权利要求1所述的一种飞机APU实验室扬雪试验方法，其特征在于：步骤305中，对供水系统（6）的供水压力、供气系统（7）的供气压力和雾化喷嘴的开启数量进行修正的具体过程如下：

步骤3051、在实验室低温状态下，根据步骤304中确定的试验供水温度和试验供气温度持续运行扬雪试验系统；

步骤3052、通过总含水量测量装置测量雪耙（5）前方飞机APU设计位置处的总含水量，并通过能见度仪测量雪耙（5）前方飞机APU设计位置处的能见度，测量时间不小于3分钟；

步骤3053、判断测量的总含水量和能见度是否满足试验要求，当测量的总含水量和能见度不满足试验要求时，执行步骤3054；当测量的总含水量和能见度满足试验要求时，完成修正；

步骤3054、调整供水系统（6）的供水压力、供气系统（7）的供气压力和雾化喷嘴的开启数量，直至测量的总含水量和能见度满足试验要求，完成修正。

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