馬 飛

(中國(guó)航空工業(yè)空氣動(dòng)力研究院，哈爾濱 150001)

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航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

馬 飛

(中國(guó)航空工業(yè)空氣動(dòng)力研究院，哈爾濱 150001)

對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，并針對(duì)當(dāng)前急需解決的航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的構(gòu)建問(wèn)題提出相應(yīng)的解決策略，同時(shí)探討航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)；自動(dòng)化；測(cè)控系統(tǒng)；發(fā)展趨勢(shì)；分析

1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)特點(diǎn)

第一，航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的邏輯判斷能力和運(yùn)算處理能力要非常強(qiáng)，由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控工作自身的工作量極大，而且工作任務(wù)非常復(fù)雜，因此自身一定要具備上述兩種能力，才能夠保證這一測(cè)控系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

第二，航空測(cè)控對(duì)測(cè)試的速度要求非常高，而且要保證測(cè)試的精準(zhǔn)度，所以研究人員還要確保系統(tǒng)能夠?qū)ζ溥M(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量和分析，并且在多次測(cè)量上獲取平均值，才能夠保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

2 測(cè)控系統(tǒng)構(gòu)建需解決的問(wèn)題

第一，發(fā)動(dòng)機(jī)控制通道過(guò)多導(dǎo)致相關(guān)的檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)變得笨重且復(fù)雜，整體運(yùn)行效率大大降低，這時(shí)需要消耗很長(zhǎng)的時(shí)間和精力來(lái)完成相關(guān)的檢測(cè)工作，也在客觀上給航空發(fā)動(dòng)機(jī)增加了運(yùn)行負(fù)擔(dān)，時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用年限造成非常多的影響。第二，航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)在運(yùn)行中人為干預(yù)的可能性非常大，而且其自動(dòng)化測(cè)量程序還處于低測(cè)控狀態(tài)，因此，最終測(cè)試結(jié)果的有效性很難得到保障。第三，航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的自動(dòng)化程度目前難以達(dá)到理想的運(yùn)行狀態(tài)，而且運(yùn)行參數(shù)也做不到實(shí)時(shí)記錄，很多數(shù)據(jù)都是事后進(jìn)行補(bǔ)充，因此數(shù)據(jù)的信息管理功能達(dá)不到實(shí)際需求。

這些問(wèn)題的出現(xiàn)不僅會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的性能降低，而且還會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障卻不能及時(shí)維護(hù)解決，基于此種情況，要采取積極有效的措施來(lái)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，進(jìn)一步提升發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)發(fā)展對(duì)策

第一，實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化對(duì)應(yīng)軟件流程測(cè)控方案的制定?？偟貋?lái)說(shuō)，這一部分主要會(huì)涉及數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示線程以及檢測(cè)主控線程三個(gè)環(huán)節(jié)。第二，運(yùn)用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。這一環(huán)節(jié)的任務(wù)主要在于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下，制定出與之相對(duì)應(yīng)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)方案。第三，運(yùn)用監(jiān)測(cè)點(diǎn)搜索方法，需要運(yùn)用自動(dòng)引入信號(hào)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)以及控制器監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置的調(diào)整，從而設(shè)計(jì)出一種遞增的搜索算法，進(jìn)而完成相關(guān)的測(cè)控任務(wù)。

4 航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)改進(jìn)策略

4.1 硬件結(jié)構(gòu)及信號(hào)的調(diào)整

研究人員要先對(duì)系統(tǒng)硬件的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷的優(yōu)化和完善，主要調(diào)整的部分為主控板、多功能版、電源單元及信號(hào)等組成部件，等等。除此之外，研究人員還要實(shí)現(xiàn)對(duì)小信號(hào)的調(diào)理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)會(huì)發(fā)現(xiàn)，熱電偶的信號(hào)相對(duì)較小，傳輸?shù)木嚯x也比較長(zhǎng)，所以對(duì)小信號(hào)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整非常有必要。

4.2 加強(qiáng)測(cè)試隊(duì)伍建設(shè)

當(dāng)今世界正進(jìn)行著科技力量的競(jìng)爭(zhēng)，而掌握科技的人才也就成為了各大領(lǐng)域爭(zhēng)相關(guān)注的對(duì)象，對(duì)于航空領(lǐng)域的發(fā)展來(lái)說(shuō)，培養(yǎng)一批優(yōu)秀的專業(yè)技術(shù)人才是提升航空測(cè)試技術(shù)的關(guān)鍵，所以，不僅要依靠我國(guó)的高等院校來(lái)培養(yǎng)新的人才力量，各個(gè)單位還要注重在實(shí)際工作中不斷加強(qiáng)對(duì)測(cè)控技術(shù)隊(duì)伍的培養(yǎng)，尤其是對(duì)原領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)人員的再教育，只有全面提升了專業(yè)技術(shù)水平才能夠保證航空測(cè)控的進(jìn)一步發(fā)展。

4.3 加強(qiáng)管理

建議航空領(lǐng)域來(lái)作為業(yè)務(wù)的主管機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)對(duì)總公司內(nèi)各個(gè)測(cè)試專業(yè)、院校以及整機(jī)內(nèi)的相關(guān)測(cè)試研究，做好相關(guān)的指導(dǎo)工作，運(yùn)用自上而下、自下而上相結(jié)合的方法，系統(tǒng)性地制定航空測(cè)控技術(shù)發(fā)展的規(guī)劃方案，并真正將其落實(shí)到實(shí)處。除此之外，還要加強(qiáng)對(duì)全新開(kāi)發(fā)的測(cè)試設(shè)備進(jìn)行研究，著重研究設(shè)備的運(yùn)行可行性，對(duì)新設(shè)備進(jìn)行全面的監(jiān)督和管理，這樣可以有效避免在實(shí)際運(yùn)行中操作上的重復(fù)。

4.4 加強(qiáng)試驗(yàn)仿真技術(shù)的研究

自動(dòng)測(cè)試與傳感器之間的聯(lián)系非常緊密，傳感技術(shù)對(duì)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展都有極大幫助，而在航空發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)控技術(shù)中，傳感技術(shù)的運(yùn)用也極大提升了測(cè)控技術(shù)的整體水平，除了傳感技術(shù)，像光纖技術(shù)、紅外技術(shù)等都屬于非接觸測(cè)量這一環(huán)節(jié)，這些技術(shù)手段主要研究發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)流物理現(xiàn)象，所以專家學(xué)者對(duì)這些技術(shù)手段也極為重視。

試驗(yàn)仿真技術(shù)是當(dāng)前高新技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展中非常受歡迎的技術(shù)之一，它主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬環(huán)境，在逼真的條件下獲取發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)流數(shù)據(jù)。運(yùn)用仿真技術(shù)不僅可以極大的縮短試驗(yàn)的時(shí)間，而且還能節(jié)約試驗(yàn)的成本，試驗(yàn)設(shè)備的獲取范圍得到了擴(kuò)大，而且這一技術(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量方法和測(cè)試設(shè)備的選擇也非常有幫助。

4.5 引入先進(jìn)的技術(shù)手段

為了研究新的測(cè)控技術(shù)，適當(dāng)引入一些國(guó)外先進(jìn)技術(shù)非常有必要，研究人員在借鑒國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)之后，自身的發(fā)展速度也會(huì)得到提升，這也是我們從之前的仿制到自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)國(guó)產(chǎn)化的關(guān)鍵途徑，而加強(qiáng)測(cè)控技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，還需要不斷與各大高校進(jìn)行合作，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，集中科技力量，對(duì)技術(shù)中存在的難點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)研究。

4.6 做好相關(guān)的配套工作

目前我國(guó)測(cè)控技術(shù)的發(fā)展主要以微機(jī)為核心，相關(guān)的配套應(yīng)用傳感器技術(shù)為基礎(chǔ)的技術(shù)手段。當(dāng)前對(duì)于測(cè)控技術(shù)的研究，每年都從國(guó)外購(gòu)買(mǎi)先進(jìn)的測(cè)控設(shè)備，而購(gòu)買(mǎi)最多的就是自動(dòng)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)與國(guó)外系統(tǒng)相比，其性能基本一致，但傳感器以及相關(guān)的應(yīng)用軟件在配套上并不是很吻合，再加上國(guó)產(chǎn)的系統(tǒng)使用年限也沒(méi)有國(guó)外系統(tǒng)使用年限長(zhǎng)，這些方面都需要不斷提高自身系統(tǒng)的質(zhì)量，不斷完善應(yīng)用配套設(shè)施，以此來(lái)解決產(chǎn)品的質(zhì)量問(wèn)題，保證國(guó)產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

5 航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)

第一，航空自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的檢測(cè)效率得到明顯提升，能夠在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)完成與之相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)任務(wù)，簡(jiǎn)化了檢測(cè)程序。第二，航空檢測(cè)自動(dòng)化的程度越來(lái)越高，相關(guān)的參數(shù)記錄可以自行完成，數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度得到了提升，數(shù)據(jù)管理性能非常優(yōu)越。第三，航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)的整體構(gòu)成也在不斷簡(jiǎn)化當(dāng)中，相關(guān)的技術(shù)參數(shù)會(huì)越來(lái)越高，其性能也會(huì)越來(lái)越完善。

6 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其構(gòu)建除了要保證發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控任務(wù)的有效完成，還要保證測(cè)控的整體質(zhì)量和效率。隨著技術(shù)手段的不斷更新完善，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)化測(cè)控方面所積累的經(jīng)驗(yàn)越來(lái)越多，其性能會(huì)逐漸提升，這些經(jīng)驗(yàn)在保證航空系統(tǒng)可靠性等方面發(fā)揮的作用也越來(lái)越重要，這也是我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)化測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展的有效依據(jù)。

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Development trend of aeroengine automatic measurement and control system

MA Fei

(China Aeronautical Industry Aeronautical Research Institute, Harbin 150001, China)

This paper analyzes the characteristics of aeroengine automatic measurement and control system, puts forward the corresponding solution to the problem of automatic measurement and control system construction urgently needed to be solved. At the same time, the development trend of the aeroengine automatic measurement and control system is discussed.

Aeroengine; Automation; Measurement and control system; Development trend; Analysis

2016-11-20

馬飛(1984-)，男，碩士。

V233

B

1674-8646(2017)02-0032-02