发动机安装损失试验测试技术研究

金可

摘要：直升机发动机装机后，通常需要进行安装损失的飞行试验，通过对发动机进气温升及进气压损等数据的测量，利用发动机性能计算软件，分析装机状态下的发动机性能变化，随着测试参数的数量提升和精度要求的不断提高，利用传统的测试技术方法越来越满足试验任务要求。通过引入新的测试技术，构建新的测试系统构架，来实现直升机发动机安装损失试验的精确测量，为发动机安装损失的分析提供更好的数据支撑。

关键词：直升机 安装损失 UMA2000 压力测量

一、引言

直升机发动机装机后，通常需要进行安装损失的飞行试验，通过对发动机进气温升与进气压损等数据的测量，利用发动机性能计算软件，分析安装后的发动机性能。传统的试验任务要求的测试参数较少，使用常规测试方案即可实现。随着我国经济实力的不断提升，直升机在各行各业的应用也越来越广泛，特别是在山区和高原使用时，高度和环境温度迅速变化会给发动机的有效功率带来重大影响，这就要求直升机发动机具有良好的高空性能和温度特性。因此获得更准确的发动机进气温升与进气压损等数据，可以更好地掌握发动机安装损失情况，对于设计人员分析装机状态下的发动机性能变化具有重大意义。

二、系统测试方案

（一）测量原理

直升机发动机安装损失试验需要测量3部分参数，分别为温度测试参数，压力测试参数及直升机飞行状态参数。原先测试方法如下：

温度测试方法是通过在每台发动机进气网布置12个Pt100温度传感器，通过UMA2000采集器的UMA2022-CS温度测试板卡获得进气温升数据（通过加装偏置电压可进一步提高温度测试精度）。

压力测试方法是通过在每台发动机特定部位安装气压管路，由压力传感器转化为电信号供UMA-2014LV测试板卡采集获得进气压力数据，包括大气静压、大气总压、发动机进气静压（2个/发，均布，安装于后防火墙），发动机电子放气活门压力（1个/发），发动机压气机出口静压（1个/发）

直升机飞行状态参数通过UMA2000测试系统相应测试板卡采集记录。

随着测试任务要求的不断提高，为了更好的掌握发动机进气道的压力场分布情况，新的测试任务中测试参数的数量有了大量增长，除要求测量发动机进气网均布的温度传感器外，还需要在每台发动机上引接由发动机厂家自带的均布压力探针9支，每支4个压力测点，共计36测试通道。探针尺寸为1/16英寸，压力探针分布示意图见图3，此外还需要测量大气静压和总压，压气机出口压力及直升机飞行状态参数。

压力测试参数的大量增加，如果仍采用传统的测试方法，存在以下不足：

1.大量压力传感器的安装气压管路转接較多，对管路气密性要求较高，给测试改装和日常检查维护带来较大难度；

2.电气线路连接复杂，且每个传感器都要求独立供电；

3.高精度的压力传感器价格昂贵，需采购大批量时，成本急剧增加。

（二）压力扫描阀测试原理

压力扫描阀ZOP17/Px通过将压力测试管路集成到扫描阀内部，通过压力通道控制电磁阀来实现压力源的选择，从P1到Px。这样大大简化了测试线缆和压力转接过程，整个扫描阀有一个统一的参考静压。被测信号的气动连接通过专用配套的标准件接头进行连接，传递压力信号的专用尼龙管路连接至连接器，中间可以允许管道、T型连接与交叉连接登对气动管路进行扩展。

ZOC17/Px可根据实际要求采购不同量程，典型状态下其精度要求可达0.1%，同时最高扫描频率可达50KHz。扫描阀测得的是相对压力，如需要所在测点的绝对压力，测得的相对压力可通过加上静压转化为绝对压力，扫描阀内部压力测量模块示意图见图5

ZOC17/Px的压力采集输出需要连接与多种形式的控制器与数据采集设备，也可以使用第三方控制器进行控制，本方案中采用UMA2080测试板卡解码ZOC17/Px的多路输出。首先，通过UMA2080板卡输出地址码，压力扫描阀依据地址码来选通对应的压力源，输出压力信号。然后UMA2080板卡对压力扫描阀输出的压力信号进行采集，通过地址码的循环输出即可完成所有压力信号的采集，最后由UMA2000测试系统进行记录。

三、结束语

（1）本方案针对直升机发动机安装损失提供了一种新的测试方法，压力扫描阀的使用对于大数量压力数据的采集具有重要意义，可以大大简化测试改装难度，同时有效降低成本。

（2）多个压力扫描阀可以通过集联方式实现多压力通道的数据同步采集，只需在测试末端进行线路连接即可。