張 琦

(中國航空工業(yè)空氣動力研究院，哈爾濱 150001)

航空發(fā)動機自動化測控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

張 琦

(中國航空工業(yè)空氣動力研究院，哈爾濱 150001)

當(dāng)前航空發(fā)動機逐步實現(xiàn)了自動化水平，對航空發(fā)動機實現(xiàn)自動化的測控系統(tǒng)特征做出詳細(xì)研究與闡述，對于現(xiàn)在急需解決的自動化測控系統(tǒng)建設(shè)的有關(guān)問題提出了一些意見，希望可以給航空發(fā)動機自動化系統(tǒng)的進(jìn)步提供參考。

航空發(fā)動機；自動化測控系統(tǒng)；趨勢；水平

航空發(fā)動機是飛機前行的心臟，也就是說發(fā)動機的狀態(tài)好壞會直接影響真實的飛行狀態(tài)。由于航空發(fā)動機是在千米甚至萬米以上的高空進(jìn)行作業(yè)，因此會受到高溫、高壓以及變工等惡劣環(huán)境的影響，航空發(fā)動機出現(xiàn)性能退化的現(xiàn)象也是非常常見的。一旦航空發(fā)動機的性能出現(xiàn)了退化，就會嚴(yán)重影響到整個飛機系統(tǒng)的安全性，增加了安全隱患。在全國范圍內(nèi)，因航空發(fā)動機故障而引起的飛機事故非常多，比較被人們熟知的就是2011年，伊朗航空公司的波音客機就是因為發(fā)動機出現(xiàn)故障而使整個飛機失去了動力，造成了重大傷亡事故。為了保證安全運行，盡量避免重大災(zāi)難事故發(fā)生，就一定要對航空發(fā)動機在運行中的可靠性進(jìn)行精準(zhǔn)評估。而航空發(fā)動機自動化測控系統(tǒng)正是實現(xiàn)飛機飛行安全很重要的組成體系。

1 航空發(fā)動機的自動化測控系統(tǒng)主要特點

航空發(fā)動機的自動化測控體系與別的自動化測控體系有著很大的不同，航空發(fā)動機的自動化測控系統(tǒng)有以下幾個主要特點：第一，航空發(fā)動機實行自動化測控的任務(wù)總量非常大。不但要對自動化系統(tǒng)全部功能都要做好有關(guān)的測試，而且還要對其他的一些性能開展復(fù)雜的測試，對這個系統(tǒng)進(jìn)行這么多的測試，它的目的就是要求必須有獨立的邏輯判斷能力和準(zhǔn)確的運算能力。第二，航空發(fā)動機的自動化測控對進(jìn)行測試的速度有比較高的要求，標(biāo)準(zhǔn)很高，而且測試的精度必須要非常精確才可以，所以航空自動化系統(tǒng)一定要經(jīng)常進(jìn)行測試，在反復(fù)的測試中獲得準(zhǔn)確的數(shù)值，這樣才可以適合實際具體的測控目標(biāo)。

航空發(fā)動機的部件組成相對比較復(fù)雜，它的構(gòu)成復(fù)雜程度好比人體，航空發(fā)動機的溫度、壓力以及轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速等運行的信息都能夠真實的反映出飛機發(fā)動機運作狀態(tài)的好壞。除此之外，航空發(fā)動機的每一個功能部件都可以看作是單獨的機械結(jié)構(gòu)，此次主要集中對發(fā)動機的溫度、壓力以及關(guān)鍵功能部件的響應(yīng)信號進(jìn)行分析，并利用相關(guān)的監(jiān)測信息對發(fā)動機的整體和關(guān)鍵功能部件進(jìn)行了可靠性分析。

2 航空發(fā)動機的自動化測控系統(tǒng)建設(shè)需要注意的問題

有一些航空發(fā)動機的自動化測控系統(tǒng)也可以將上面提到的各種任務(wù)進(jìn)行完成，不過它的性能卻不能充分的發(fā)揮出來，還是有著一些不穩(wěn)定因素存在，這些不穩(wěn)定的因素會嚴(yán)重制約航空發(fā)動機的自動化測控系統(tǒng)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮。具體的來看，航空發(fā)動機自動化測控系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，表現(xiàn)在以下幾點：其一，發(fā)動機的控制通道太多，影響了檢測設(shè)施的計算，同時也會顯得計算的過程比較復(fù)雜與不準(zhǔn)，效率也沒有得到有效提高，不但增加可檢測工作的時間，也會對發(fā)動機造成不必要的麻煩與負(fù)擔(dān)，時間長了就會對發(fā)動機使用壽命產(chǎn)生不利因素。其二，航空發(fā)動機的自動化測控系統(tǒng)在工作中還是人為控制的時間比較長，這就說明這種自動化的測控系統(tǒng)是在低水平的狀態(tài)，所以就不能確保測試準(zhǔn)確性。其三，航空發(fā)動機的自動化測控體系在自動化方面不容易進(jìn)入正常狀態(tài)，很多參數(shù)經(jīng)常是不能顯示準(zhǔn)確的實時記錄，有的事后還要做出補充的行為，這就缺少了存儲數(shù)據(jù)功能。以上這些問題，會使自動化測控體系無法達(dá)到正常指標(biāo)，同時對發(fā)動機出現(xiàn)的故障無法做到及時處理，這不適合現(xiàn)在航空的三高要求需求，需要工作人員使用有效方法做好調(diào)整。

3 航空發(fā)動機的自動化測控系統(tǒng)主要的發(fā)展趨勢

3.1 測控體系的硬件和信號要做好正確的調(diào)整

工作人員對系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)要提前的優(yōu)化，重視工控機的使用，精心組成主控板，多功能板和信號調(diào)理板為主要的部件。此外，要將小信號進(jìn)行合理調(diào)理，經(jīng)過具體的實驗發(fā)現(xiàn)熱電信號非常小，它的傳輸距離很長，這個時候在現(xiàn)場的干擾很多。針對這種原則合理的選擇適合的測量芯片，選擇的原則就是選那些干擾少與精度高的小信號，在這樣的基礎(chǔ)上確?？梢詫η度敕桨疙樌麑嵤?。

3.2 建設(shè)軟件系統(tǒng)與算法過程

這里面主要有以下內(nèi)容：制定好對應(yīng)軟件具體的流程測控計劃。詳細(xì)展開來看就是有關(guān)的信息數(shù)據(jù)要做到科學(xué)的采集，數(shù)據(jù)信息的顯示與檢測信息的顯示要同樣重視。另外，對于動態(tài)的檢測也要重視，這個階段的任務(wù)是檢測航空發(fā)動機主要性能是否正常，根據(jù)具體的參數(shù)制定科學(xué)合理的監(jiān)測計劃。再有就是采用監(jiān)測點搜索方法，在動靜態(tài)檢測中，需要工作人員采用自動引入信號的方式，進(jìn)一步實現(xiàn)對發(fā)動機以及控制器監(jiān)測點位置的調(diào)整，并以單方面因素試驗為主要依據(jù)，設(shè)計出一種時序遞增的自動化搜索算法，從而實現(xiàn)人機調(diào)整的過程，進(jìn)而有效完成與之相對應(yīng)的測控工作。

3.3 對于航空發(fā)動機的自動化測控系統(tǒng)總體的發(fā)展趨勢，工作人員需要正確的把握

主要就是經(jīng)過以上敘述，對航空發(fā)動機的自動化測控進(jìn)行科學(xué)的優(yōu)化，推動航空發(fā)動機的自動化測控系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)步與發(fā)展，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：第一，自動化檢測整體效率提高，它能夠在很短時間里進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測，同時也實現(xiàn)了程序簡化效率提高的目標(biāo)，這對發(fā)動機的使用時間長短沒有什么問題。第二，系統(tǒng)檢測在自動化方面的程度提高，一些參數(shù)可以進(jìn)行自動生成，讓重要信息數(shù)據(jù)朝精確方向進(jìn)步，表現(xiàn)了很好的信息管理功能。第三，檢測內(nèi)容變得比以前要豐富，這樣形成的檢測系統(tǒng)能夠確保航空發(fā)動機始終在正常的工作狀態(tài)中。第四，航空發(fā)動機的自動化測控系統(tǒng)組成會變得比以前要簡單，性能也會變得更高與更準(zhǔn)確。

3.4 開展航空發(fā)動機實時監(jiān)控平臺

在航空發(fā)動機的監(jiān)測與管理中，研究人員根據(jù)航空發(fā)動機的實際情況，可以開設(shè)航空發(fā)動機的實時監(jiān)控平臺，對這一心臟進(jìn)行實時的監(jiān)控和管理，這樣就可以極大的提升航空發(fā)動機的安全性和穩(wěn)定性，并且在航空發(fā)動機的運行過程中，實時對發(fā)動機進(jìn)行監(jiān)測，提早預(yù)防發(fā)動機可以出現(xiàn)的問題，提前做好發(fā)動機的維護(hù)工作，進(jìn)一步保障航空發(fā)動機的有效運行，保障人們的生命安全。

4 結(jié)語

通過以上的闡述可以看到，建設(shè)一個完善的航空發(fā)動機的自動化測控系統(tǒng)，不但要考慮發(fā)動機自動化測控系統(tǒng)各項的任務(wù)能不能很好的完成，還應(yīng)該確保測控過程中在效率方面可以有明顯提高，在這之間發(fā)揮出自動化測控系統(tǒng)的功能，這也是未來自動化測控系統(tǒng)持續(xù)升級不斷發(fā)展的動力。筆者相信航空方面的研究人員在這個方面不斷的經(jīng)驗積累，未來的航空發(fā)動機自動化測控系統(tǒng)不管是在性能還是在功能與效率上都會取得持續(xù)的提高，確保航空體系的穩(wěn)定與可靠。

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Development trend of aeroengine automatic measurement and control system

ZHANG Qi

(AVIC Aerodynamics Research Institute, Harbin 150001, China)

The aeroengine has realized the automation level step by step, the detailed research and elaboration on the characteristics of automatic control system has been made, solutions for automated control system construction has been proposed, hoping to provide reference for progress of automatic measurement and control system.

Aeroengine; Automatic measurement and control system; Trend; Level

2016-09-23

張琦(1983-)，男，學(xué)士，工程師。

V233

B

1674-8646(2016)24-0040-02