某型飛機冷氣綜合測試試驗臺設計方案

摘 要：某型飛機冷氣綜合測試試驗臺，是針對目前使用冷氣試驗臺技術水平落后，測試效率低、測試范圍小等問題。它具有多支路輸出、測試精度高、壓力范圍廣、自動化程度高等諸多優點，并為今后測試要求的提升預留了空間。

關鍵詞：增壓；減壓；氣密性；充氣速度

Abstract： Resistance Test Stand of Airplane pneumatic System is directed against currently Test Stand of Airplane pneumatic System lag in technology ； inefficiency； test range small， scheduling problem. Test Stand is provided with more branch output lead， high precision， test range extension， automatics level high.

Keywords： supercharge； decompression； air tightness； inflation rate

引言

隨著現代飛機性能的不斷提升，對飛機氣動系統的耐壓能力、供氣量、響應時間等方面提出了更高的要求。某型飛機冷氣綜合測試試驗臺是為了檢測充氣活門和氣壓減壓閥等冷氣成附件是否符合其各自裝機前技術條件而設計的。它主要由試驗操縱臺、冷氣系統、電氣系統和配套設備等四部分組成。

1 設計依據

1.1 充氣活門裝機前試驗的主要技術參數

（1）工作介質：干燥空氣；

（2）工作壓力：（20.6±0.5）MPa；（13±0.2）MPa；（5.9±0.1）MPa；15MPa；1.5MPa。

1.2 氣壓減壓閥裝機前試驗的主要技術參數

（1）工作介質：干燥空氣；

（2）工作壓力：（20.6±0.5）MPa；

（3）常溫下，進行充氣速度測試。

2 冷氣系統試驗原理和電氣系統控制原理設計

根據以上技術條件可對試驗臺冷氣系統可分為以下幾大部分進行設計。

2.1 冷氣系統增壓回路的設計

按照試驗技術條件，進行裝機前試驗的最大壓力值為（20.6±0.5）MPa；另可供氣源壓力為10～15MPa和0～0.8MPa，可分別作為增壓回路中的輸入氣源，即預增氣源和驅動氣源。兩路氣源分別經各支路的空氣過濾器，到達氣驅增壓泵進行增壓，經氣驅增壓泵輸出壓力氣體，通過單向閥進入蓄氣瓶蓄壓，直至氣瓶壓力達到23MPa，關閉控制閥，停止增壓。在此增壓管路中采用了氣驅增壓泵進行增壓。

氣驅增壓泵是利用活塞兩端大小面積差，低氣壓作用氣驅活塞大面積端，輸出高壓氣體端活塞面積小，流量也小，并利用機械式氣體分配閥使氣體泵連續運轉。其輸出氣體的壓力取決于：活塞面積比，驅動氣體的壓力及氣體輸入口的預增壓氣體的壓力。預增壓力可以減少氣體達到更高壓力的時間，以及減少高壓和低壓的行程轉換的時間。氣驅增壓泵迅速工作，達到壓力設定值時停止，并保持這個壓力，此時能量消耗很小，無熱量產生，無零件運動。當壓力平衡打破后，氣驅增壓泵自動開始工作達到下一個平衡狀態。調節驅動氣體的壓力，氣驅增壓泵的輸出氣體的壓力可在氣體的預增壓力和在可達到的最大輸出壓力間精確調整。

2.2 冷氣系統減壓回路的設計

對試驗所需提供的壓力值按范圍大小進行分類，可確定減壓回路為三路輸出。其中，第一路輸出壓力（20.6±0.5）MPa；第二路輸出壓力值為（13±0.2）MPa、（5.9±0.1）MPa；第三路輸出壓力值為15MPa。為此可設計出冷氣系統減壓回路。

2.3 氣壓減壓閥充氣速度測試回路的設計

依據技術條件中對氣壓減壓閥充氣速度測試要求，當向氣壓減壓閥輸入（20.6±0.5）MPa壓力氣體時，經氣壓減壓閥減壓，觀察壓力表Ⅰ，輸出（11～13）MPa壓力氣體，按下按鈕K，氣動電磁閥打開，同時電秒表計時開始；當壓力表Ⅱ指示0.5升壓力容器內部壓力由0上升至5MPa時，觸發壓力開關YC，同時繼電器J2斷開，電秒表停止計時。

2.4 試驗臺冷氣系統原理和電氣控制系統原理的總體設計

冷氣綜合測試試驗臺可分為增壓冷氣系統、減壓冷氣系統、充氣速度測試系統三部分。在增壓冷氣系統中輸入氣源分為預增氣源和驅動氣源，分別提供10～15MPa壓縮空氣和0～0.8MPa清潔空氣，兩路輸入分別經過空氣過濾器，到達氣驅增壓泵進行增壓，壓縮氣體進入氣瓶蓄壓，直至氣瓶壓力增至23MPa，通過PLC程序切斷輸入氣源，增壓泵停止增壓。在減壓冷氣系統中，蓄氣瓶中23MPa壓縮氣體經冷氣濾，分為兩條支路分別進行減壓至20.6MPa和15MPa，其中20.6MPa支路用于對充氣活門進行試驗并對減壓閥進行充氣速度試驗；15MPa支路分別輸出（13±0.2）MPa、（5.9±0.1）MPa、15MPa壓力氣體，滿足試驗所需要求。為防止意外，在每條輸出支路中分別設置了不同限壓值的安全活門，以保證系統操作的安全性。

在電氣控制系統中設置壓力傳感器、電磁閥、PLC電路組成的系統超壓保護，當蓄氣瓶內壓力增至25MPa，而未關閉控制閥時，系統將自動切斷驅動氣源，增壓泵停止工作并卸壓，報警器報警。對于氣壓減壓閥充氣速度測試，通過壓力開關、電磁閥、電秒表等共同組成的計時電路來予以實現。

3 結束語

某型飛機冷氣綜合測試試驗臺通過設計、制造、調試后，使用效果良好，各項測量數據均符合各成附件裝機前試驗技術要求。不僅解決了高壓力，大范圍控制技術難題，也解決了同臺設備對不同產品的試驗要求，從而產生了很高的使用價值和經濟價值。同時將PLC可編程控制器與壓力傳感器、電磁閥相結合，組成了系統超壓自動報警監控裝置，使得整個系統工作安全可靠、操作簡單、自動化程度高，具有技術創新的價值。

參考文獻

[1]沈燕良.飛機系統原理[M].空軍工程大學出版社，2004.

[2]氣動工程手冊編委會.氣動工程手冊[M].北京：國防工業出版社，1995.

作者簡介：吳月蕓，女，江西，2004年7月畢業于華東交通大學，工程師。