CN113984367B - 一种飞行器座舱压力控制器性能检测方法及装置 - Google Patents

一种飞行器座舱压力控制器性能检测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种飞行器座舱压力控制器性能检测方法及装置，属于航空环控技术领域，先连接外部产品与接口；再启动真空泵，打开管路所有阀门；通过调节第十二阀门、第十三阀门、第十一阀门和第十阀门来调节大气气容舱高度和真空度；通过减压阀调节供气管路压力；通过调节第一放大器和第二放大器调节产品座舱指令差压、座舱静压差压和总压静压差压，满足性能检测要求。本申请能够解决相关技术中检测装置结构复杂，生产、维护成本高，检测工作时间长，效率低的技术问题，用于对座舱压力控制器在地面做半物理仿真检测。

Description

一种飞行器座舱压力控制器性能检测方法及装置
技术领域
本申请属于航空环控技术领域，尤其涉及一种飞行器座舱压力控制器性能检测方法及装置。
背景技术
座舱压力调节系统系飞机环控系统的子系统，一般由座舱压力调节器、排气活门和座舱安全活门组成。该系统的功能是用来保证在飞机飞行的高度范围内，使座舱具有满足乘员人体生理要求的空气压力及其变化速率。座舱安全活门独立于座舱压力调节器之外，单独使用，保证在座舱压力调节器失效后，保持座舱内外压差不超过设定值，它是气密座舱压力控制的安全装置。
相关技术中，通常需要对座舱压力控制器在地面做半物理仿真检测，然而检测过程中使用的检测装置结构比较复杂，生产、维护成本高，检测工作时间长，效率低。
发明内容
为了解决相关技术中技术问题，本申请提供一种飞行器座舱压力控制器性能检测方法及装置，所述技术方案如下：
第一方面，提供一种飞行器座舱压力控制器性能检测装置，包括：粗气滤、精密气滤、减压器、放大器、真空泵、气容舱、接口、测量仪表、阀门和操作面板。
阀门、测量仪表、接口、减压器和放大器位于操作面板上，气容舱、真空泵、粗气滤和精密气滤固定设置在飞行器座舱压力控制器性能检测装置内部。
其中，放大器包括第一放大器和第二放大器，真空泵包括第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵，气容舱包括大气气容舱、座舱气容舱和指令气容舱，接口包括座舱接口、指令接口、大气接口、静压接口和总压接口，测量仪表包括压力变送器、高度表、俯冲表、絶压变送器和三个差压变送器，三个差压变送器包括第一差压变送器、第二差压变送器和第三差压变送器，阀门包括第一阀门，
气滤、第一阀门、精密气滤和减压器依次连接，减压器与第一放大器和第二放大器连接，第一真空泵分别与第一放大器和第二放大器连接，第二真空泵分别与第二放大器和大气气容舱连接，第三真空泵与大气气容舱连接，第一放大器与座舱气容舱连接，第一放大器与指令气容舱连接，第二放大器分别与大气气容舱和静压接口连接，指令气容舱与指令接口连接,座舱气容舱与座舱接口连接,大气气容舱与大气接口连接，第二放大器与总压接口连接，外部产品均与静压接口、指令接口、座舱接口、大气接口和总压接口连接；
压力变送器均与第二放大器和第一放大器连接，高度表和俯冲表均与第二放大器连接，第一差压变送器均与第二放大器和静压接口连接，第二差压变送器均与第二放大器和座舱接口连接,第三差压变送器均与座舱气容舱和第一放大器连接，絶压变送器均与座舱气容舱与座舱接口连接。
阀门还包括第二至第十三阀门；
第二阀门和第三阀门位于第一放大器和座舱气容舱之间，第四阀门和第五阀门位于第一放大器和指令气容舱之间，第六阀门和第七阀门位于第一放大器和第三差压变送器之间，第八阀门位于第二放大器和第一差压变送器之间，第九阀门位于第二放大器和大气气容舱之间，第十阀门位于第一真空泵和第一节点之间，第一节点为第二放大器和第一放大器的连接点，第十一阀门位于第二真空泵和第二差压变送器之间，第十二阀门位于第三真空泵和大气气容舱之间，第十三阀门的出口端与第二节点连接，第二节点为大气气容舱和第十二阀门的连接点。
其中，每个测量仪表设置有数字显示表。
其中，指令气容舱的容积为1.5～2.5升；
其中，座舱气容舱的容积为1.5～2.5升；
其中，大气气容舱的容积为1.5～2.5升。
其中，所述装置还包括：显示屏，
显示屏位于操作面板上，用于显示测量仪表测量的数据。
第二方面，提供一种飞行器座舱压力控制器性能检测方法，用于第一方面所述的飞行器座舱压力控制器性能检测装置，所述方法包括：
连接外部产品与接口；
启动真空泵，打开管路所有阀门；
通过调节第十二阀门、第十三阀门、第十一阀门和第十阀门来调节大气气容舱高度和真空度；
通过减压阀调节供气管路压力；
通过调节第一放大器和第二放大器调节产品座舱指令气容舱差压、座舱大气气容舱差压和总压静压气容舱差压，满足性能检测要求。
其中，性能检测包括座舱压力控制器压力制度检查、座舱压力变化率检查、动态特性试验和管路负压检查。
本申请提供的一种飞行器座舱压力控制器性能检测方法及装置，通过操作装置操作面板上的阀门、减压器、放大器、接口和启动装置内真空泵，测量仪表通过压力变送器、差压变送器直接显示产品性能数据测量结果，能完成座舱压力控制器座舱压力控制器压力制度检查、座舱压力变化率检查、动态特性试验和管路负压检查。装置满足单人操作，装置操作面板操作简单方便、数据直读，装置投入少，产出高，效率高，装置性价比高。
附图说明
图1为相关技术中飞行器座舱压力控制器性能检测装置的结构示意图；
图2为本申请提供的飞行器座舱压力控制器性能检测装置的结构示意图；
图3为本申请提供的飞行器座舱压力控制器性能检测装置中放大器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请做进一步说明：
相关技术中，对座舱压力控制器和安全活门在地面做半物理仿真检测，使用的检测装置如图1所示。
检测装置包括机械系统和电气系统等两部分，机械系统主要由供气管路和补气管路等两部分组成，供气管路由阀门①、粗过滤器②、精密过滤器③、减压阀④、阀门⑤、气动阀门⑦、总压舱(15m3)⑨、座舱(1.8m3)等组成，补气管路由伺服调节阀⑥、伺服调节阀真空泵/>大气舱(15m3)组成和伺服调节阀⑩、伺服调节阀/>总压舱(15m3)和真空泵等组成，仪表由总压静压差压变送器/>座舱静压差压变送器/>座舱指令差压变送器供气压力变送器/>大气舱压力变送器/>等。
电气控制系统主要由工控机、PLC、开关量、模拟量、显示仪表、电动伺服调节阀驱动器、直流电源等组成。电气控制系统主要对产品试验参数进行设定和控制，并对各试验参数进行显示。
座舱压力由供气管路调节，大气舱压力由补气管路调节，总压舱压力由补气管路和供气管路共同调节。
使用的飞行器座舱压力控制器性能检测方法及装置，通过操作装置管路上的阀门、减压器、接口和启动装置外部真空泵，测量仪表通过压力变送器、差压变送器直接显示产品性能数据测量结果，能完成座舱压力控制器压力制度检查、座舱压力变化率检查、动态特性试验和管路负压检查。其中座舱、大气舱、总压舱舱容大，使用空压机、真空泵机组容量大，耗电量多，参与产品试验人员多。装置使用时需多人操作，装置操作面板操作复杂繁琐，数据直读，装置投入大，产出低，效率低，装置性价比低。
如图2所示，本申请提供一种飞行器座舱压力控制器性能检测装置，包括：粗气滤1、精密气滤3、减压器4、放大器7、真空泵10、气容舱(18、19、20)、接口(A、B、C、D、E)、测量仪表(5、11、12、13)、阀门(2、8)和操作面板。
阀门、测量仪表、接口、减压器和放大器位于操作面板上，气容舱、真空泵、粗气滤和精密气滤固定设置在飞行器座舱压力控制器性能检测装置内部。
其中，放大器7包括第一放大器和第二放大器，真空泵10包括第一真空泵M1、第二真空泵M2和第三真空泵M3，气容舱包括大气气容舱18、座舱气容舱19和指令气容舱20，接口包括静压接口A、指令接口B、座舱接口C、大气接口D和总压接口E，测量仪表包括压力变送器5、高度表11、俯冲表13、絶压变送器15和三个差压变送器，三个差压变送器包括第一差压变送器14、第二差压变送器14和第三差压变送器17。
阀门包括第一阀门2(A2)，气滤1、第一阀门2、精密气滤3和减压器4依次连接，减压器4与第一放大器7和第二放大器7连接，第一真空泵10分别与第一放大器7和第二放大器7连接，第二真空泵10分别与第二放大器7和大气气容舱18连接，第三真空泵10与大气气容舱18连接，第一放大器7与座舱气容舱19连接，第一放大器7与指令气容舱20连接，第二放大器7分别与大气气容舱18和静压接口(D)连接，指令气容舱(20)与指令接口(B)连接,座舱气容舱19与座舱接口(A)连接,大气气容舱18与大气接口(C)连接，第二放大器7与总压接口(E)连接，外部产品均与座舱接口、指令接口(B)、静大气接口(B)、静压接口(D)和总压接口(E)连接；
压力变送器5均与第二放大器7和第一放大器7连接，高度表11和俯冲表13均与第二放大器7连接，第一差压变送器14均与第二放大器14和静压接口(D)连接，第二差压变送器14均与第二放大器7和座舱接口(A)连接,第三差压变送器17均与座舱气容舱19和第一放大器7连接，絶压变送器19均与座舱气容舱19与座舱接口(A)连接。
阀门还包括第二至第十三阀门；第二阀门A7和第三阀门A8位于第一放大器7和座舱气容舱19之间，第四阀门A3和第五阀门A1位于第一放大器7和指令气容舱20之间，第六阀门A5和第七阀门A6位于第一放大器7和第三差压变送器17之间，第八阀门A15位于第二放大器7和第一差压变送器7之间，第九阀门A9位于第二放大器7和大气气容舱18之间，第十阀门A16位于第一真空泵10和第一节点之间，第一节点为第二放大器7和第一放大器7的连接点，第十一阀门A14位于第二真空泵10和第二差压变送器14之间，第十二阀门A10位于第三真空泵10和大气气容舱18之间，第十三阀门A11的出口端与第二节点连接，第二节点为大气气容舱18和第十二阀门A10的连接点。
其中，每个测量仪表设置有数字显示表。数字显示表的作用测量数据便于直观读取。
其中，指令气容舱的容积为1.5～2.5升；
其中，座舱气容舱的容积为1.5～2.5升；
其中，大气气容舱的容积为1.5～2.5升。
气容舱采用1.5～2.5升，是根据
Gn为座舱的供气流量；GB为补气阀的进气量；
Gy为真空泵的抽气量；Pc、PH分别为座舱、大气舱的压力；
Vc、VH分别为座舱、大气舱的容积。
对于大气舱的空气：
式中为大气舱空气的流量；TH为大气舱的温度，在地面模拟时可为常数。
当流量平衡时：
因：
其中Vy为爬升或俯冲速度。
所以：
对于座舱空气：
则
在计算Gn补气阀的流量时，设抽气流量Gy＝0,因在地面模拟，设TH＝Tc,综合上式得：
补气阀的流量GB与大气舱、座舱的容积，俯冲速度Vy，供气流量Gn，温度T有关，而这些参数都是常数，唯为变量。
通过以上公式计算得出：气容舱采用1.5～2.5升。
进一步地，所述装置还包括：显示屏，显示屏位于操作面板上，用于显示测量仪表测量的数据。
第一放大器和第二放大器的结构相同，如图3所示。
放大器由运算放大组件N1和3个功率放大组件(N2、N3、N 4)组成。
本申请还提供一种飞行器座舱压力控制器性能检测方法，用于图2所示的飞行器座舱压力控制器性能检测装置，所述方法包括：
具体地，试验前进检查各仪表及阀门，须处于初始状态：显示表示值为零点状态，阀门关闭状态。否则，须检查系统，确定无故障后恢复。
步骤1、依据产品试验规程，试验台的А、В、C、D、E号管嘴与产品1、5、2、3、4接嘴相应接通，每根胶管长度不超过0.3m；
步骤2、关闭阀门A14，打开阀门A1、A3、A7、A9、A10、A11及A15；
步骤3、打开气源开关A2，顺时针转动“气源压力调节”阀门手柄，使“气源调节压力”数显仪示值至“目标压力值(MPa)”；
步骤4、打开阀门A16，启动真空泵M1；
步骤5、打开阀门A5，启动真空泵M3按钮；打开阀门A6，调节其开度大小，可得到不同的真空度值(大气高度值)，其值由“真空压力表”及“高度表”读出。
步骤6、按照试验规程，分别将产品转换开关置于“接通”、“检查”或“断开”位置，并按照“试验报告”表列出的参数进行性能调节，并从数显表“总压静压压差”、“座舱指令压差”、“座舱静压压差”及“模拟座舱压力”测出各参数值。完成座舱压力控制器压力制度检查、座舱压力变化率检查、动态特性试验和管路负压检查。
步骤7、试验完成后，将各仪表及阀门恢复至初始状态。
如图1所示，试验装置使用的飞行器座舱压力控制器性能检测方法及装置，虽然试验装置能完成座舱压力控制器压力制度检查、座舱压力变化率检查、动态特性试验和管路负压检查，但座舱、大气舱、总压舱舱容大，使用空压机、真空泵机组容量大，耗电量多，参与产品试验人员多。装置使用时需多人操作，装置操作面板数据直读，操作复杂繁琐，装置投入大，产出低，效率低，装置性价比低。
本申请提供的一种飞行器座舱压力控制器性能检测方法及装置，通过操作装置操作面板上的阀门、减压器、放大器、接口和启动装置内真空泵，测量仪表通过压力变送器、差压变送器直接显示产品性能数据测量结果，能完成座舱压力控制器压力制度检查、座舱压力变化率检查、动态特性试验和管路负压检查。装置满足单人操作，装置操作面板操作简单方便、数据直读，装置投入少，产出高，效率高，装置性价比高。
上述实例仅仅是为了清楚说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。

Claims (8)

1.一种飞行器座舱压力控制器性能检测装置，其特征在于，包括：粗气滤、精密气滤、减压器、放大器、真空泵、气容舱、接口、测量仪表、阀门和操作面板，
阀门、测量仪表、接口、减压器和放大器位于操作面板上，气容舱、真空泵、粗气滤和精密气滤固定设置在飞行器座舱压力控制器性能检测装置内部，
其中，放大器包括第一放大器和第二放大器，真空泵包括第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵，气容舱包括大气气容舱、座舱气容舱和指令气容舱，接口包括座舱接口、指令接口、大气接口、静压接口和总压接口，测量仪表包括压力变送器、高度表、俯冲表、绝压变送器和三个差压变送器，三个差压变送器包括第一差压变送器、第二差压变送器和第三差压变送器，
阀门包括第一阀门，气滤、第一阀门、精密气滤和减压器依次连接，减压器与第一放大器和第二放大器连接，第一真空泵分别与第一放大器和第二放大器连接，第二真空泵分别与第二放大器和大气气容舱连接，第三真空泵与大气气容舱连接，第一放大器与座舱气容舱连接，第一放大器与指令气容舱连接，第二放大器分别与大气气容舱和静压接口连接，指令气容舱与指令接口连接,座舱气容舱与座舱接口连接,大气气容舱与大气接口连接，第二放大器与总压接口连接，外部产品均与座舱接口、指令接口、大气接口、静压接口和总压接口连接；
压力变送器均与第二放大器和第一放大器连接，高度表和俯冲表均与第二放大器连接，第一差压变送器均与第二放大器和静压接口连接，第二差压变送器均与第二放大器和座舱接口连接,第三差压变送器均与座舱气容舱和第一放大器连接，绝压变送器均与座舱气容舱与座舱接口连接，
阀门还包括第二至第十三阀门；
第二阀门和第三阀门位于第一放大器和座舱气容舱之间，第四阀门和第五阀门位于第一放大器和指令气容舱之间，第六阀门和第七阀门位于第一放大器和第三差压变送器之间，第八阀门位于第二放大器和第一差压变送器之间，第九阀门位于第二放大器和大气气容舱之间，第十阀门位于第一真空泵和第一节点之间，第一节点为第二放大器和第一放大器的连接点，第十一阀门位于第二真空泵和第二差压变送器之间，第十二阀门位于第三真空泵和大气气容舱之间，第十三阀门的出口端与第二节点连接，第二节点为大气气容舱和第十二阀门的连接点。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每个测量仪表设置有数字显示表。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，指令气容舱的容积为1.5～2.5升。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，座舱气容舱的容积为1.5～2.5升。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，大气气容舱的容积为1.5～2.5升。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：显示屏，显示屏位于操作面板上，用于显示测量仪表测量的数据。
7.一种飞行器座舱压力控制器性能检测方法，其特征在于，用于权利要求1至6任一所述的飞行器座舱压力控制器性能检测装置，所述方法包括：
连接外部产品与接口；
启动真空泵，打开管路所有阀门；
通过调节第十二阀门、第十三阀门、第十一阀门和第十阀门来调节大气气容舱高度和真空度；
通过减压器调节供气管路压力；
通过调节第一放大器和第二放大器调节产品座舱指令气容舱差压、座舱大气气容舱差压和总压静压气容舱差压，满足性能检测要求。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，性能检测包括座舱压力控制器压力制度检查、座舱压力变化率检查、动态特性试验和管路负压检查。
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