基于PC104的航空發(fā)動機試車參數(shù)檢測系統(tǒng)研究

摘要：發(fā)動機性能的好壞主要取決于發(fā)動機高、低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、滑油壓力、燃油壓力和排氣溫度等技術(shù)參數(shù)。本文介紹了基于PC104的航空發(fā)動機試車參數(shù)檢測系統(tǒng)的特點、功能、結(jié)構(gòu)組成和工作原理。針對系統(tǒng)的主要檢測項目，討論了系統(tǒng)的檢測電路設(shè)計。
關(guān)鍵詞：航空發(fā)動機；試車；PC104；控制器

0 引言
航空發(fā)動機是飛機的核心部件，是飛機的動力源。航空發(fā)動機維護質(zhì)量直接影響飛機使用情況，甚至影響到飛機的飛行安全。航空發(fā)動機在壽命期內(nèi)，為了保證飛行安全，按規(guī)定必須要定期對飛機發(fā)動機進行試車，檢查發(fā)動機各項性能的好壞。飛機座艙內(nèi)有顯示試車參數(shù)的指針式儀表，但觀察不方便、精度不高、人為誤差較大，且機務人員反映，當發(fā)動機試車時，需要記錄大量的參數(shù)，尤其發(fā)動機故障試車時，還需對試車數(shù)據(jù)進行分析，使試車時間長，數(shù)據(jù)記錄、分析處理很不方便。這些缺點與現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭要求已非常不適應，不能滿足外場的維護要求。本試車參數(shù)檢測系統(tǒng)基于PC104總線技術(shù)，能夠?qū)崟r檢測、顯示、存儲和打印發(fā)動機試車過程中的主要技術(shù)參數(shù)，從而使機務人員能夠準確地分析、判斷和排除發(fā)動機故障，提高發(fā)動機使用可靠性。同時可大大縮短維修時間，節(jié)約人力、物力，使發(fā)動機的維修更加科學、更有針對性。

1 設(shè)計的立足點
1．1 保證可靠性
系統(tǒng)研制中始終注重其可靠性和安全性。對外購器材，向供應方提出所供產(chǎn)品必須滿足GJB標準的可靠性要求，供應方提供完整的產(chǎn)品合格證書、使用維護說明等文檔材料，并簽定承包合同，以確保外購器材的可靠性。軟硬件設(shè)計嚴格按照設(shè)計規(guī)范和可靠性大綱進行，采用電磁隔離傳感器，傳感器的信號輸入與輸出端和電源都是隔離的，沒有任何電路加入到飛機上的儀表中，原有的儀表可以正常工作。當系統(tǒng)和飛機連接好后，即使試車儀沒有工作或沒有正常工作，飛機上原有的儀表都能正常工作。
1．2 保證可操作性
系統(tǒng)研制中采用以人為本的設(shè)計思想，充分考慮到機務人員的使用要求，智能化程度高、人機界面好、操作簡單、使用方便，具有良好的可操作性。
1．3 保證互換性
系統(tǒng)設(shè)計中充分考慮到元器件的互換性，盡量選用標準的、通用性好的元器件，對于軍品盡量選用航空產(chǎn)品，保證設(shè)備具有良好的互換性，便于機務人員維修。
1．4 保證精度
保證精度是系統(tǒng)研制過程中始終堅持的設(shè)計思想，研制中主要采取了以下方法：一是選用高精度傳感器，使采集到的信號精度能夠達到測試要求：二是采用軟件濾波方法，濾除干擾數(shù)據(jù)，保證采集數(shù)據(jù)的準確性；三是硬件設(shè)計保證精度，采集數(shù)據(jù)時不影響機上傳感器和儀表的正常工作，保證采集到的數(shù)據(jù)真實準確。

2 特點及功能
航空發(fā)動機試車參數(shù)檢測系統(tǒng)是在借鑒國外地面檢測設(shè)備基礎(chǔ)上研制的設(shè)備。它采用PC104總線工業(yè)計算機和EL屏顯示器，使檢測系統(tǒng)具有體積小、重量輕、便于移動、操作簡單、自動化程度高、可靠性好、顯示信息豐富、人機界面好等特點，能夠全面檢測座艙顯示的發(fā)動機性能參數(shù)，且準確性高于座艙指針儀表。
系統(tǒng)功能包括：1)實時檢測、顯示發(fā)動機的高低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、發(fā)動機振動速度、滑油壓力、滑油溫度、主、副油道燃油壓力和排氣溫度：2)實時繪制試車曲線；3)保存試車參數(shù)數(shù)據(jù)；4)試車結(jié)束后，可以查看試車過程中各參數(shù)的數(shù)據(jù)和試車曲線；5)試車儀與計算機數(shù)據(jù)通訊，試車過程中各參數(shù)的數(shù)據(jù)傳送到計算機上，機務人員可以在計算機查看各參數(shù)的數(shù)據(jù)，以便分析和排除故障。

3 結(jié)構(gòu)組成和工作原理
試車參數(shù)檢測系統(tǒng)的設(shè)計思想是在不影響飛機儀表正常工作和保證發(fā)動機工作安全、可靠的前提下，利用飛機原有的傳感器加以實現(xiàn)。檢測系統(tǒng)的工作不影響維護人員的正常操作，使用時按地面檢測發(fā)動機程序試車。此系統(tǒng)包括各傳感器、控制器、數(shù)據(jù)采集卡、檢測電路、鍵盤、供電電源和顯示屏等部分。檢測原理見圖1所示。