基于飛機燃油系統雷電試驗的氣體配比驗證裝置的制作方法

本發明屬于飛機燃油系統雷電試驗技術領域，具體涉及一種基于飛機燃油系統雷電試驗的氣體配比驗證裝置。

背景技術：

雷電試驗是飛機獲得適航取證的重要試驗。在飛機燃油系統雷電試驗中，一般采用氫氣、氧氣和氬氣的可燃混合氣體來模擬燃油箱內的可燃性環境，氣體的配比要滿足在200uj能量的電火花下達到90％以上的點燃概率。試驗標準要求利用一個200uj能量的電火花源對氣體配比的準確性進行驗證，電火花基于電容充放電擊穿電極間隙的原理產生。

由于電火花的點燃能量和點燃概率決定可燃氣體的配比比例，如果電火花能量不準確，則會導致氣體配比不準確，使燃油系統雷電試驗過考核或者欠考核，無法滿足雷電試驗標準的要求。試驗研究發現，由于使用電火花的能量等級很低，所要求的充放電電容值非常小，為pf級別，而連接電容和放電電極的導線上，存在著雜散電容，也為pf級別，且雜散電容值隨導線的放置方式、長短和粗細的不同變化很大。由于雜散電容無法消除，雜散電容值過大會影響電火花的性能，雜散電容值的變化會影響電火花的穩定性。因此，試驗中應盡量減小雜散電容值，限制雜散電容的變化。此外，試驗過程中可燃氣體的泄露、氣體分布不均勻也會對氣體的配比驗證產生影響。另外，由于試驗所使用的氣體為可燃氣體，點燃后會釋放較大的壓力，需要考慮試驗安全。

現有的飛機雷電試驗標準文件rtca/do-160g和saearp5416a等，均有對可燃氣體配制方法及電火花產生方法的詳細描述，但未提供氣體配比驗證的具體實施方法，未對驗證過程出現的上述問題考慮分析，由此可能會導致氣體配比的驗證結果不精確。因此，有必要對飛機燃油系統雷電試驗的氣體配比驗證方法進行設計，以滿足雷電試驗標準的要求。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種基于飛機燃油系統雷電試驗的氣體配比驗證裝置，對可燃氣體配比進行精確而有效的驗證，滿足雷電試驗標準對可燃氣體配比的要求。

本發明所采用的技術方案是，基于飛機燃油系統雷電試驗的氣體配比驗證裝置，包括立方體狀的殼體，沿殼體縱向從上到下依次分為采樣腔體、隔板和電火花源；沿采樣腔體一周的每個側面上均分布有泄壓口b，采樣腔體上表面設置有泄壓口a，采樣腔體的側面還設置有充氣管路和排氣管路；電火花源包括通過導線連接的電源、放電電極和電容。

本發明的特征還在于，

采樣腔體的體積為30-200l。

泄壓口a和每個泄壓口b均呈正方形，泄壓口a位于采樣腔體上表面中心位置，每個泄壓口b均位于采樣腔體對應側面的中心位置。

泄壓口a通過合頁連接與其相配合的蓋板a，每個泄壓口b均通過合頁連接與其相配合的蓋板b。

泄壓口a和每個泄壓口b的總表面積值不小于采樣腔體體積值的1/7。

充氣管路和排氣管路分別位于采樣腔體相對的兩個側面，且兩者呈對角線分布。

位于采樣腔體一側的隔板上固接有放電電極，位于電火花源一側的隔板上設置有電容，且電容位于放電電極的正下方位置。

隔板為絕緣材料。

本發明驗證裝置的有益效果是：

a)本發明驗證裝置通過固定并縮短放電電極和電容之間的導線，減小了雜散電容對電火花的影響，提高了電火花能量的準確性和穩定性；

b)本發明驗證裝置通過充氣管路和放氣管路，使采樣腔體內的可燃氣體換氣充分，氣體分布均勻，不會發生氣體泄漏；

c)本發明驗證裝置可燃氣體點燃后產生的壓力通過泄壓口a和泄壓口b釋放，保證人員和試驗設備的安全；

d)本發明驗證裝置提供了一種雷電試驗驗證氣體配比的新途徑。

附圖說明

圖1是本發明基于飛機燃油系統雷電試驗的氣體配比驗證裝置的結構示意圖。

圖中，1.采樣腔體，2.電火花源，3.放電電極，4.電容，5.導線，6.充氣管路，7.排氣管路，8.泄壓口a，9.泄壓口b，10.合頁，11.蓋板a，12.蓋板b，13.隔板。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明進行詳細說明。

本發明基于飛機燃油系統雷電試驗的氣體配比驗證裝置，如圖1所示，包括立方體狀的殼體，沿殼體縱向從上到下依次分為采樣腔體1、隔板13和電火花源2；沿采樣腔體1一周的每個側面上均分布有泄壓口b9，采樣腔體1上表面設置有泄壓口a8，采樣腔體1的側面還設置有充氣管路6和排氣管路7；電火花源2包括通過導線5連接的電源、放電電極3和電容4。

采樣腔體1對試驗所使用的氣體進行采樣并保存，采樣腔體1具有防爆性能，采樣腔體1優選正方體結構，采樣腔體1的體積為30-200l。。

泄壓口a8和每個泄壓口b9均呈正方形，泄壓口a8位于采樣腔體1上表面中心位置，每個泄壓口b9均位于采樣腔體1對應側面的中心位置。泄壓口a8通過合頁10連接與其相配合的蓋板a11，每個泄壓口b9均通過合頁10連接與其相配合的蓋板b12，通過蓋板a11和每個蓋板b12對采樣腔體1密封處理，確保不會產生可燃氣體的泄漏；泄壓口a8和每個泄壓口b9使可燃氣體點燃后產生的壓力安全泄放。

泄壓口a8和每個泄壓口b9的總表面積值不小于采樣腔體1體積值的1/7，使可燃氣體燃燒后產生的壓力安全釋放，保證人員和設備的安全。

充氣管路6和排氣管路7分別位于采樣腔體1相對的兩個側面，且兩者呈對角線分布，保證了采樣腔體1內所有區域的氣體和充入的可燃混合氣體能充分置換，使采樣腔體1內的可燃氣體分布均勻。

位于采樣腔體1一側的隔板13上固接有放電電極3，位于電火花源2一側的隔板13上設置有電容4，且電容4位于放電電極3的正下方位置。導線5應盡量短且固定牢靠，以保證雜散電容的值盡可能小且不發生變化，使放電電極3上產生的電火花能量準確且穩定；隔板13選用絕緣材料以防止對電火花的影響。

本發明驗證裝置的工作過程如下所示：

在充氣前，需對采樣腔體1密封處理，關閉每個泄壓口b9和泄壓口a8，保證采樣腔體1不會發生氣體泄露，通過充氣管路6充入5倍采樣腔體1體積的可燃氣體，同時通過排氣管路7對采樣腔體1中的氣體置換，保證采樣腔體1中的可燃氣體純度達到98％以上；

充氣完成后，對電火花源2通電，將電火花的能量調至200uj，若電火花點燃采樣腔體1內的可燃混合氣體，則表明氣體的配比能滿足飛機燃油系統雷電試驗的要求；若電火花不能點燃可燃混合氣體，則認為試驗無效，需重新調整各種氣體配比比例，直至能被200uj能量的電火花點燃；

點燃可燃氣體后，氣體燃燒產生的瞬間高強氣壓會翻開蓋板a11和蓋板b12，使壓力從泄壓口a8和泄壓口b9中安全釋放，保證了試驗人員和設備的安全。

本發明驗證裝置通過將采樣腔體1和電火花源2一體設計，減小了連接放電電極3和電容4之間的導線5產生的雜散電容對電火花能量的影響，充氣管路6和排氣管路7的布局能使氣體充分置換，泄壓口和蓋板保證氣體點燃后產生的壓力安全釋放；本發明驗證裝置對氣體配比驗證的準確度高，安全性好，能滿足雷電試驗標準的要求，又很好的應用價值。