便攜式發動機綜合檢查儀的研制

薛衛欣

摘要：目前部隊飛機的維修保障能力發展迅速，原有的發動機檢查儀在功能上已不能完全滿足部隊需要，經過長期使用暴露出部分問題及缺陷，主要體現在電纜斷線、插頭倒針、傳感器失效等損耗性問題，當然，也發生過電子元器件故障等問題。同時，現用檢查儀為原配套的俄制設備的國產化產品，在設備出現故障后修理難度相對較大，須送原承制廠，周期難以保證。為此，總結現有難題，研制新型適合現有發動機綜合檢測的檢查儀尤為重要。

關鍵詞：便攜式;發動機;綜合檢查儀;研制

1.概述

便攜式發動機綜合檢查儀是在部隊現用檢查儀基礎上，為滿足當代戰機部隊維修保障需要而研制的專用檢測儀器，增加了發動機檢測內容，擴展了檢測參數，改進了部隊使用中容易發生故障的元器件等，適用于部隊在定檢、換發、排故等工作中發動機和綜合電子調節器的機上原位檢測以及參數調整，具備檢測、顯示、存儲、回放、拷貝等功能，其通用性強、可靠性高、操作簡單和便于攜帶。

2.設計原則及要求

2.1設計原則

貫徹航空維修保障裝設備“三化”（通用化、系列化、小型化）和 “六性”（可靠性、維修性、保障性、使用方便性、安全性、環境適應性）要求，繼承和創新相結合，通過優化設計和優選器材，確保產品適用、好用、耐用，以滿足部隊一線的維修保障使用需要。

2.2“六性”設計要求

（1）可靠性。平均無故障時間≥1000小時。（2）維修性。具有可達性、互換性、可檢測性，預防性維修周期不低于6個月，單次維修時間不超過90分鐘，不分解設備。（3）安全性。具有容差錯、過載保護等設計和應急保護措施，保證人員和設備的安全。（4）環境適應性。環境溫度-40℃～+60℃，相對濕度﹤95%（非凝結）的條件下，設備能正常工作。（5）使用方便性。對于固定檢測流程，采用自動檢測，簡化和方便使用操作;設備具備維護自檢。（6）保障性。隨機技術資料、附件齊全完整，并提供一套相同易損件的備件。

3.檢測內容

在機場內、外場以及海上平臺等需要開展維修工作的環境條件下，當發動機處于工作狀態時，測量并顯示發動機的各項參數，檢查發動機防喘、斷開綜調等功能。

在發動機不起動，僅通電狀態下，檢查綜合電子調節器的功能，包括：

（1）綜合電子調節器的自檢;（2）N1通道的檢查和調整;（3）N2通道的檢查和調整;（4）燃氣溫度（T4/T6）通道和渦輪冷卻通道的檢查和調整;（5）PHA 通道的檢查和調整;（6）加力控制部件檢查;（7）防喘通道檢查和調整;（8）滑油壓力測量通道檢查和調整;（9）故障檢測系統檢查。

4.方案設計

4.1組成及工作原理

便攜式綜合檢查臺主要由硬件和軟件兩部分組成。主機采用主流品牌的軍用加固筆記本計算機，檢查操作界面以及各項操作通過計算機軟件實現。

（1）硬件系統組成

檢查儀硬件采用分布式模塊化結構，硬件主要由主控計算機、發參測量模塊、綜調測控模塊、配套傳感器和電纜組成。

（2）軟件系統

操作系統。采用成熟可靠的Win7作為檢查儀的操作系統。該操作系統具有一鍵恢復功能，方便系統軟件故障時的快速修復。

軟件開發平臺。采用我們熟悉的Lab VIEW開發平臺編寫軟件，具有多年的Lab VIEW平臺應用經驗，熟悉開發環境，確保軟件可靠。

軟件主要功能。包括：發動機型號選擇，自動配置測量通道;發動機履歷數據庫建立;發動機參數顯示及試車時功能檢查;綜合電子調節器通道標定等。

4.2硬件方案

硬件設計上采用分布式測試方案，將發動機信號和綜合電子調節器信號的采集功能分別集成到兩個前置模塊中。模塊采用DSP+FPGA（數字信號處理+現場可編程邏輯門陣列）架構，能夠完成信號采集和簡單處理，數據處理后通過串行數據總線傳輸給主控計算機。

優點：模塊前置到發動機和綜調旁邊，測量電纜長度縮短，被測信號傳輸距離縮短，提高了系統的電磁兼容性水平;將并行信號在前端轉換為串行數據傳輸，大大減少了電纜總長度和總重量，提高了三化水平。

4.3軟件方案

為了做到便攜式綜合檢查儀的通用性和可擴展性，檢查儀應用軟件采取模塊化設計，軟件模塊分為：履歷數據庫、發動機試車參數檢查、綜合電子調節器通道檢查、檢查儀維護等。可以根據需要選擇發動機型號，軟件會重新配置測量通道，內含三型發動機檢測軟件。

4.4接口方案

對于不同型號的發動機和綜合電子調節器，檢查儀采取硬件接口冗余的方法做到各機型的通用，在接口電路設計上采取隔離的方法，提高檢查儀的電磁兼容性能力。數字量接口電路采取光電隔離芯片，模擬接口電路采取濾波措施進行A/D采集，采集后通過隔離芯片傳輸給FPGA。

5.“六性”設計

5.1環境適應性

檢查儀的各部件均經過環境試驗篩選，在系統集成后還需進行高低溫試驗、振動試驗，按照國軍標有關要求，編制環境試驗大綱，并進行試驗檢驗。

5.2可靠性設計

檢查儀優先選用成熟的貨架產品。主控計算機選用軍用加固計算機，發參測量模塊和綜調測控模塊都選用軍品或工業級以上元件，由于電阻、電容數量較多，阻容元件均選用軍品器件，保證系統的可靠工作。設計有自檢程序，可以及時發現自身故障，保證檢查儀的可靠工作。

5.3維修性設計

檢查儀采用模塊化、可互換的設計理念，盡量減少元器件品種、規格，優選標準件;測量模塊采用航插結構，相同型號的部件具有可互換性，可進行換件維修，各連接插頭具有防差錯設計。軟件采用模塊化設計，軟件包劃分合理，便于查找問題，維修性好。檢查儀還設置開機自檢功能，除電纜插頭、傳感器等接插件使用后需要進行簡單的清潔、包扎外，無周期性維護保養要求。

5.4安全性設計

檢查儀采用的航空接插件具有防差錯設計，連接器有明顯標識，與連接電纜相對應，不會產生連接錯誤。設計有靜電保護接口和專用放靜電插座，避免靜電對檢查儀和被測部件的損壞。檢查儀供電不會對人身安全造成危害，不含有危及人身安全的有毒和放射性物質。

5.5電磁兼容設計

軍用加固計算機按國軍標的電磁兼容環境要求進行設計和試驗，滿足電磁兼容性要求。發參測量模塊和綜調測控模塊設計時采取信號隔離、濾波、屏蔽結構，保證與被測部件具有良好的電磁兼容性。測試電纜采取屏蔽導線，提高抗干擾能力和減少輻射水平。

5.6使用便捷性設計

檢查儀分為主控計算機和附件箱兩部分，附件箱里裝有測量模塊、傳感器和電纜，設計有減震結構，保證在運輸轉運過程中測量模塊和其它附件完好。檢查儀將發動機和綜合調節器諸多并行的信號變成串行的信號進行遠距離傳輸，大大減少了電纜的重量。更方便展開，準備工作時間縮短。在軟件設計上，采用模塊化和軟件配置資源的做法實現了多機種的通用化。

6.結語

便攜式綜合檢查儀是在成熟產品基礎上升級研制，繼承和保留了上代產品的全部優點，加強了“三化”和“六性”設計。采用分布式模塊化設計和便攜一體設計，優化布局，減小體積，同時對裝機器材進行重新梳理篩選，替換了容易發生故障的元器件，并對容易發生損耗、磨損的部位進行了加強和改進。與上一代產品相比，其可靠性、維修性和“三化”水平明顯提高，方便使用。檢查儀所有技術均已完成驗證，后期將具有較大的推廣應用意義。

作者簡介：

薛衛欣（1984-），女，河北石家莊人，大學本科，工程師，研究方向：電氣設備。