水氣綜合試驗(yàn)臺的研發(fā)

■ 董楠/北京飛機(jī)維修工程有限公司

1 民用飛機(jī)水系統(tǒng)

民用飛機(jī)水系統(tǒng)包含可用水系統(tǒng)和污水系統(tǒng)，可用水/污水系統(tǒng)包含的子系統(tǒng)有可用水系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)。可用水系統(tǒng)為飛機(jī)提供可用水，常見產(chǎn)品為水龍頭等；污水處理系統(tǒng)收集飛機(jī)的污水，常見產(chǎn)品為馬桶等；空氣系統(tǒng)將增壓后的空氣提供給可用水系統(tǒng)，為水系統(tǒng)加壓，進(jìn)而為飛機(jī)提供可用水，常見產(chǎn)品為活門等。

2 水氣試驗(yàn)臺的研發(fā)目地

目前車間已經(jīng)具備了污水處理系統(tǒng)產(chǎn)品的維修能力，需要開發(fā)可用水系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)產(chǎn)品的維修能力。由這兩類產(chǎn)品的附件維修手冊可知其測試介質(zhì)分別為水和空氣，水系統(tǒng)產(chǎn)品需要一定的水壓、流量、冷熱水功能、完整的水回路，空氣系統(tǒng)產(chǎn)品需要不同等級的氣壓。水壓的形成可參考飛機(jī)水系統(tǒng)，采用空氣增壓方法，增壓后的空氣進(jìn)入水箱，形成水壓系統(tǒng)。為滿足這兩類產(chǎn)品的測試要求，設(shè)計(jì)了水氣試驗(yàn)臺，一方面氣壓可用于測試空氣系統(tǒng)產(chǎn)品，另一方面利用氣壓形成的水壓來滿足水系統(tǒng)產(chǎn)品的測試壓力要求，節(jié)省成本。

3 水氣試驗(yàn)臺工作原理

研制的水氣試驗(yàn)臺能實(shí)現(xiàn)以水和空氣為介質(zhì)的民用飛機(jī)水系統(tǒng)產(chǎn)品的測試，主要包括三個(gè)回路：空氣驅(qū)動(dòng)回路、空氣增壓調(diào)壓回路、水回路。空氣驅(qū)動(dòng)回路是指氣壓進(jìn)入系統(tǒng)后，經(jīng)過調(diào)壓閥進(jìn)入氣動(dòng)增壓泵，增壓后的空氣進(jìn)入儲氣罐形成高壓氣源、進(jìn)入水箱形成水壓。空氣增壓調(diào)壓回路是指經(jīng)過增壓后儲存在儲氣罐的氣壓通過調(diào)壓閥后可提供三個(gè)等級的壓力，滿足被測產(chǎn)品的壓力需求，可用于測試飛機(jī)空氣系統(tǒng)產(chǎn)品，如單向活門等。水回路是指通過調(diào)節(jié)閥按要求設(shè)定的氣壓進(jìn)入水系統(tǒng)回路，將水排至測試回路形成水循環(huán)，可用于測試水系統(tǒng)產(chǎn)品，如水龍頭等。水氣試驗(yàn)臺工作原理如圖1所示。

由圖1可知，試驗(yàn)臺有兩個(gè)供源，一個(gè)是氣源，一個(gè)是水源。氣源進(jìn)入試驗(yàn)臺后分成兩條氣路，一條氣路進(jìn)入增壓泵5，為水系統(tǒng)增壓進(jìn)而形成水壓；一條氣路經(jīng)增壓泵6進(jìn)入儲氣罐，形成氣壓和氣動(dòng)回路，依據(jù)被測產(chǎn)品的測試壓力提供三個(gè)不同量程的氣壓回路。增壓后的水壓系統(tǒng)可選擇加熱或不加熱，以實(shí)現(xiàn)冷熱水功能。基于飛機(jī)上水系統(tǒng)產(chǎn)品的要求，本測試設(shè)備可提供0～200psi的水壓和0～3000psi的氣壓。系統(tǒng)安裝有過濾器、單向閥、調(diào)壓閥、截止閥，流量計(jì)、壓力表等輔助元件，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備功能。同時(shí)，系統(tǒng)安裝有空氣消聲器，以降低排氣的噪聲。還設(shè)置了30MPa的安全閥，以防止空氣增壓時(shí)造成管內(nèi)氣體壓力超壓，確保人員、設(shè)備、高壓儲氣罐的安全。

4 水氣試驗(yàn)臺應(yīng)用效果

該水氣試驗(yàn)臺的外部控制臺如圖2所示，由流量計(jì)、按鈕、壓力表、接頭等組成。面板的區(qū)域1為流量計(jì)區(qū)域，可測量被測件的流量；區(qū)域2是截止閥，用于斷開回路；區(qū)域3是儲水罐和儲氣罐的放氣閥，釋放氣體壓力；區(qū)域4是壓力表的接口，根據(jù)產(chǎn)品特性配置不同量程及精度的壓力表，用于顯示及測量被測件的壓力；區(qū)域5和區(qū)域6是水系統(tǒng)的冷熱水出口；區(qū)域7是儲水罐的加壓進(jìn)氣接口；區(qū)域8是調(diào)壓閥，可調(diào)節(jié)氣動(dòng)增壓泵；區(qū)域9為啟動(dòng)增壓泵的調(diào)壓閥；區(qū)域10為手動(dòng)調(diào)壓閥及出氣接口；區(qū)域11為電源開關(guān)；區(qū)域12為插座，提供額外的電源。外部所有接口均采用快接方式，測試時(shí)方便附件與試驗(yàn)臺的連接。該面板設(shè)計(jì)在滿足水系統(tǒng)產(chǎn)品測試的技術(shù)指標(biāo)下，還考慮到工作者操作的方便性。水氣試驗(yàn)臺實(shí)物如圖3所示。

圖1 水氣試驗(yàn)臺工作原理圖

圖2 水氣試驗(yàn)臺控制面板

圖3 水氣試驗(yàn)臺實(shí)物圖

5 結(jié)論

航空水系統(tǒng)包含可用水系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)，相應(yīng)地，研制的水氣試驗(yàn)臺也由三個(gè)部分組成：空氣驅(qū)動(dòng)回路、空氣增壓調(diào)壓回路和水回路。該水氣試驗(yàn)臺可滿足對水壓、氣壓、流量、冷熱水的調(diào)節(jié)和控制需求，且所有接口均采用快接方式，方便測試時(shí)的連接。

經(jīng)實(shí)際論證，該水氣試驗(yàn)臺可以滿足水龍頭產(chǎn)品附件維修手冊中的耐壓測試、排氣及排水測試、時(shí)間測試、流量和壓力測試、操作壓力測試等要求，可以滿足活門類產(chǎn)品附件維修手冊中的耐壓測試、滲漏測試等要求。目前本公司已經(jīng)取得水龍頭產(chǎn)品和活門類產(chǎn)品的維修能力。