一種燃燒室反壓模擬裝置及半物理試驗器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及試驗器技術領域，優選為航空發動機的半物理試驗器，尤其涉及一種燃燒室反壓模擬裝置及半物理試驗器。
【背景技術】
[0002]現代航空發動機已由傳統的機械液壓控制發展到全權限數字電子控制(FADEC，全稱Full Authority Digital Engine Control)，即通過電子控制器在飛機全包線內全權限地完成發動機本體的控制功能和與飛機協同工作的任務。其主要由電子控制器、發動機監視裝置、燃油部件、作動部件、FADEC交流發電機、傳感器以及電纜等組成。
[0003]其中，控制系統半物理仿真試驗是以控制系統(含燃油控制、健康管理、起動和點火系統)為實際對象，通過物理效應模擬設備為其提供真實工作環境的模擬，以對控制系統軟硬件集成后的功能、性能、接口、故障容錯以及耐久性等方面進行驗證。控制系統半物理仿真試驗主要依托半物理仿真試驗器開展。
[0004]半物理試驗器采用物理效應模擬試驗技術模擬真實發動機，為控制系統試驗對象提供真實的工作環境，從而更加有效的對其功能和性能進行驗證，以減少整機試車時的風險。由于發動機在實際運行過程中，燃燒室內的壓強是變化的，即噴嘴后的壓強是變化的，會在一定范圍內波動，特別是在發動機起動、加減速以及停車時，燃燒室內的壓強會遠離額定值，此時對發動機燃燒室內的反壓進行模擬是非常必要的。
[0005]目前，半物理試驗器大多采用當量噴嘴，在試驗前校正噴嘴的壓差和流量偏差，只能模擬特定的壓力工況，而不能模擬燃燒室內的反壓，因而也就無法充分驗證航空發動機燃油控制系統中燃油栗與燃油分配器的性能，這可能會使得發動機在臺架試車時，燃油噴嘴無法噴出燃油，從而導致試車過程存在一定的風險。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的是提出一種燃燒室反壓模擬裝置及半物理試驗器，能夠根據發動機的實際工況模擬燃燒室內的反壓，從而實現對被試油路中燃油壓力進行動態控制。
[0007]為實現上述目的，本實用新型一方面提供了一種燃燒室反壓模擬裝置，用于模擬發動機燃油供應時燃燒室內的氣壓，所述反壓模擬裝置中設有氣體供應支路A，還包括:氣壓調節部件、燃油調節部件和控制部件4，所述氣壓調節部件設置在所述氣體供應支路A中，
[0008]所述控制部件4用于根據燃燒室內的實時氣壓值，控制所述氣壓調節部件調整所述氣體供應支路A的供氣量；
[0009]所述燃油調節部件設置在進口燃油和出口燃油之間的油路上，用于在所述氣壓調節部件的控制下調整供油狀態。
[0010]進一步地，所述燃油調節部件為反壓閥12，所述氣體供應支路A設置在氣源站5和所述反壓閥12的控制端之間，所述氣體供應支路A在所述氣源站5和所述氣壓調節部件之間設有用于通斷支路的高壓球閥6、用于初步調節氣壓的調壓閥7和壓力表8。
[0011 ] 進一步地，所述氣體供應支路A在所述氣源站5和所述氣壓調節部件之間還設有空壓機，用于在所述氣源站5提供的壓力不足時進行增壓。
[0012]進一步地，所述氣壓調節部件為電氣比例閥9，所述電氣比例閥9的控制端與所述控制部件4連接，用于根據所述控制部件4發出的控制信號調整所述氣體供應支路A的供氣量。
[0013]進一步地，還包括氣壓反饋支路和油壓反饋支路，所述氣壓反饋支路和油壓反饋支路中分別設有第一壓力變送器10和第二壓力變送器11，所述氣壓反饋支路用于將所述電氣比例閥9出口端的氣壓反饋給所述控制部件4以進行反饋控制，所述油壓反饋支路用于將所述反壓閥12出口端的油壓反饋給所述控制部件4以進行反饋控制。
[0014]進一步地，還包括指令運行部件，所述指令運行部件與所述控制部件4連接，能夠運行發動機實時模型，得出燃燒室內的當前氣壓并作為反壓模擬設定值發送給所述控制部件4。
[0015]進一步地，所述指令運行部件包括:工控機2和試驗器設備管理系統3，所述工控機2和所述試驗器設備管理系統3之間通過工業總線連接并通信，所述試驗器設備管理系統3和所述控制部件4通過硬線連接并通信。
[0016]進一步地，所述反壓閥12采用減壓閥、節流閥或調速閥。
[0017]為實現上述目的，本實用新型另一方面提供了一種半物理試驗器，包括上述實施例所述的燃燒室反壓模擬裝置。
[0018]基于上述技術方案，本實用新型實施例的燃燒室反壓模擬裝置，其中控制部件能夠根據發動機燃燒室內的實時氣壓值，來控制氣壓調節部件調整氣體供應支路的供氣量，進一步控制燃油調節部件調整供油狀態，從而能夠根據發動機的實際工況模擬燃燒室內的反壓，進而實現對被試油路中燃油壓力進行動態控制，這樣就能充分地驗證發動機中燃油栗和燃油分配器的性能，盡量降低發動機在臺架試車時燃油無法從噴嘴中噴出的風險。
[0019]當該燃燒室反壓模擬裝置優選地用于航空發動機的半物理試驗器時，能夠較為準確地模擬航空發動機實際工作時燃燒室內的壓強變化，從而使FADEC控制系統在半物理試驗臺上得到更加充分的驗證，確保發動機控制系統的正確性和可靠性，從而有效地降低整機試車的風險，最終能夠有效的縮短發動機控制系統的研發周期，降低控制系統的研制費用。
【附圖說明】
[0020]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0021]圖1為本實用新型燃燒室反壓模擬裝置的一個實施例的結構原理示意圖；
[0022]圖2為本實用新型燃燒室反壓模擬裝置的一個實施例的控制原理方框圖。
[0023]附圖標記說明
[0024]1 一計算機；2 —工控機；3 —試驗器設備管理系統；4 一控制部件；5 —氣源站；6 一尚壓球閥；7 —調壓閥；8 —壓力表；9 一電氣比例閥；10 —第一壓力變送器；11 一第二壓力變送器；12—反壓閥。
【具體實施方式】
[0025]以下詳細說明本實用新型。在以下段落中，更為詳細地限定了實施例的不同方面。如此限定的各方面可與任何其他的一個方面或多個方面組合，除非明確指出不可組合。尤其是，被認為是優選的或有利的任何特征可與其他一個或多個被認為是優選的或有利的特征。
[0026]本實用新型中出現的“第一”、“第二”等用語僅是為了方便描述，以區分具有相同名稱的不同組成部件，并不表示先后或主次關系。
[0027]在發動機實際運行中燃燒室會存在反壓，反壓會提升控制系統中燃油部件及油路中的壓力，為了更加真實地模擬燃油部件的實際工況，在半物理仿真階段增加燃燒室反壓模擬裝置是非常必要的，這樣可以充分地驗證發動機中燃油栗和燃油分配器的性能，以降低后續試驗的風險。
[0028]為了上述需求，本實用新型提供了一種燃燒室反壓模擬裝置，用于模擬發動機燃油供應時燃燒室內的氣壓，其結構原理如圖1所示，反壓模擬裝置中設有氣體供應支路A，還包括:氣壓調節部件、燃油調節部件和控制部件4，氣壓調節部件設置在氣體供應支路A中，控制部件4用于根據燃燒室內的實時氣壓值，控制氣壓調節部件調整氣體供應支路A的供氣量；燃油調節部件設置在進口燃油和出口燃油之間的油路上，用于在氣壓調節部件的控制下調整供油狀態。
[0029]其中，燃燒室內的實時氣壓值可以根據發動機的數字模型實時計算得到，并作為控制部件4的控制輸入量，以便控制部件4根據這一變化的輸入量對被試油路的出口壓力進行動態控制。這種燃燒室反壓模擬裝置的核心思想是通過氣壓來改變燃油供油油路的阻力來模擬燃燒室反壓對噴嘴燃油供油的影響。
[0030]本實用新型實施例的燃燒室反壓模擬裝置，控制部件能夠根據發動機燃燒室內的實時氣壓值，來控制氣壓調節部件調整氣體供應支路的供氣量，進一步控制燃油調節部件調整供油狀態，從而能夠根據發動機的實際工況模擬燃燒室內的反壓，進而實現對被試油路中燃油壓力進行動態控制，這樣就能充分地驗證發動機中燃油栗和燃油分配器的性能，盡量降低發動機在臺架試車時燃油無法從噴嘴中噴出的風險。
[0031]在一個具體的實施例中，如圖1所示，燃油調節部件為反壓閥12，氣體供應支路A設置在氣源站5和反壓閥12的控制端之間，氣體供應支路A在氣源站5和氣壓調節部件之間設有用于通斷支路的高壓球閥6、用于初步調節氣壓的調壓閥7和壓力表8。調壓閥7的作用相當于減壓閥，它可以由人工調節或者在控制部件4的控制下將氣源站5提供的氣體大致維持在需求的壓力，壓力表8設在調壓閥7的出口，操作人員也可以通過壓力表8觀察減壓后的氣體壓力。優選地，反壓閥12采用減壓閥、節流閥或調速閥等能夠對介質的流通量進行調整的閥類。
[0032]進一步地，氣體供應支路A在氣源站5和氣壓調節部件之間還設有空壓機，也可以選擇增壓栗，用于在氣源站5提供的壓力不足時進行增壓。
[0033]更具體地，上面提到的氣壓調節部件為電氣比例閥9，電氣比例閥9的控制端與控制部件4連接，用于根據控制部件4發出的控制信號調整氣體供應支路A的供氣量。
[0034]為了提尚控制部件4對電氣比例閥9的控制精度，進而提尚對反壓閥12的控制精度，在另一個實施例中，參見圖1，還設置了信號反饋支路，信號反饋支路包括氣壓反饋支路和油壓反饋支路，氣壓反饋支路和油壓反饋支路中分別設有第一壓力變送器10和第二壓力變送器11，氣壓反饋支路用于將出口端的氣壓反饋給控制