航空发动机试验数据采集分析系统设计与实现

程骁

中国航发南方工业有限公司 湖南株洲 412002

1 航空发动机试验测试技术发展现状

飞机发动机技术的测试是航空技术发展的一个重要组成部分，经过半个多世纪的飞速发展，测试技术已实现飞机发动机的显着效果。实验模拟和数字模拟应用于飞机发动机测试，减少了测试次数，确保了测试质量并加快了搜索过程。测试技术已经从传统的测试，修改和建模，仿真和实验和优化测试频率演变，但试验场仍然是航空发动机发展的主要方法。与光电检测，计算机技术，和电磁感应技术和传感器的技术的迅猛发展，它被施加越来越多的新的技术来测试飞机发动机，其显著促成了改进的检测技术。这项新技术使得能够使用各种检测方法，还可以测试，在过去是不可能，特别是激光器件及膜和红外线传感器和超声波辐射项目。基于分布式数据采集技术的发展，动态测试，数据库管理测试和信号处理技术已经非常成功。强大的数据采集功能可让您直接快速地将发动机参数传回实验室。通过创建完整的信息分析系统，集成的交互式网络被配置为在视觉上反映引擎的性能[1]。

2 系统分析

该系统的数据采集和天线引擎测试分析考虑了系统实现要求和国内外同类系统的现状，数据采集和数据管理及应用分为三层结构。数据采集系统在数据采集设备上以特定速度组合引擎参数和设备状态，将其存储在本地磁盘上，并通过数据导入程序将测试数据传输到远程数据库服务器以进行存储和管理。如果用户需要分析并应用测试数据，他或她可以通过身份验证连接到远程数据库，然后执行相关操作，例如操作的历史数据。系统结构如图1所示。

图1 系统结构

3 系统设计与实现

3.1 航空发动机测试数据管理的需求

随着飞机发动机技术的不断发展，未来的发动机要求将是提高涡轮机入口温度，工作效率，可靠性和环境排放标准，以及降低噪音水平，从而提高飞机发动机的测试和测试水平。未来飞机发动机的测试和测试技术将配备高性能工具，更精确的传感器，集成的互联网监控系统以及先进的数据管理和分析系统。将测试测试数据，业务流程信息和测试信息与单一数据管理平台集成，然后标准化流程和测试测试系统，不断编译和改进测试数据，有效分析和分析数据，形成有效的输出数据。创建数据管理平台可以提高引擎开发能力，缩短开发周期，从而提高整体竞争力，因此管理飞机引擎的测试数据非常重要[2]。

3.2 数据采集部分硬件设计

NEFF470数据采集系统是美国公司NEFF的产品，它使用GPIB总线，其精度高于0.05%，具有高数据传输能力，高可靠性和模块化。在这个设计中，三个470050,11470051，两个470055和一个470012用于测量门户上的所有电压和频率信号。捕获速率的理论可以达到每通道45次/秒。

该系统中使用的DTS3250是一个32通道电流扫描阀。每个通道的电流型可以单独安装，并具有加热功能。它也可以在冬天用于测试车间。它支持RS232和TCP/IP协议，可以编译。温度信号直接转换为温度或电压值，并通过串口或网络传输到数据采集计算机，有效地解决了温度信号的模拟值容易受到干扰并在传输过程中容易衰减的问题，DSA3017是一款16通道扫描阀，用于以每通道45次/秒的采样频率测量气压，支持TCP/IP协议，精度为0.05%，范围为17kPa至3.5MPa，可放置在旁边引擎。测量气压时谐振器的效果减弱，动态响应的频率得到改善，确保了测试的准确性。

3.3 软件设计

配置NEFF470数据采集通道时，系统根据实际参数数量动态配置通道，减少数据访问通道数量，避免系统资源丢失。多媒体计时器用于控制以捕获频率收集数据的速度。最小同步精度可以达到1ms并具有高优先级。使用NEFF470，可以实现高速数据采集。对于DTS3250和DSA3017，可以在数据采集程序中单独安装，然后将数字信号传输到计算机以通过Winsock获取数据。

为了便于在测试完成后进行分析，处理和数据提取，计算机收集的所有发动机参数，设备信息，报警信息和相应的配置信息将在每次车辆启动时临时存储在本地硬盘上。然后使用数据导入程序将数据传输到远程数据库服务器。因此，database命令可以像查询和统计一样轻松地执行相关功能，并通过为不同用户分配不同的访问权限来确保测试数据的安全性和有效性。硬盘数据是发动机性能计算的重要参考数据。目前，获取静态状态数据的基本方法是使用测试记录器进行手动记录。以这种方式获得的静态状态数据将不可避免地导致故障或遗漏，并且不能保证它们会。收集正确的数据收集点使设计人员难以分析和选择数据。系统根据油门旋转的旋转角度确定状态静态模式的开始和结束，然后根据开始和结束标准自动记录时间确定状态的固定持续时间。与此同时，为了避免由于通过修改节流杆稳定失算控制情况下，当操作者把手与节气门时，增加稳定状态估计的持续时间的条件下，并使用标准迪克森之前，以确保系统校正错误数据。自动生成静态数据[3]。

4 结语

因此，升级飞机发动机测试技术对于促进飞机发动机的发展具有重要意义。改进飞机发动机测试技术，制定飞机发动机测试技术专项研究计划，加强国内外相关技术讨论和交流，将数据管理纳入重要技术研发，制定可靠的标准和测试规范飞机发动机和促进快速测试技术的发展。