某型飞机冷气综合测试试验台设计方案

摘 要：某型飞机冷气综合测试试验台，是针对目前使用冷气试验台技术水平落后，测试效率低、测试范围小等问题。它具有多支路输出、测试精度高、压力范围广、自动化程度高等诸多优点，并为今后测试要求的提升预留了空间。

关键词：增压；减压；气密性；充气速度

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

随着现代飞机性能的不断提升，对飞机气动系统的耐压能力、供气量、响应时间等方面提出了更高的要求。某型飞机冷气综合测试试验台是为了检测充气活门和气压减压阀等冷气成附件是否符合其各自装机前技术条件而设计的。它主要由试验操纵台、冷气系统、电气系统和配套设备等四部分组成。

1 设计依据

1.1 充气活门装机前试验的主要技术参数

（1）工作介质：干燥空气；

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

1.2 气压减压阀装机前试验的主要技术参数

（1）工作介质：干燥空气；

（2）工作压力：（20.6±0.5）MPa；

（3）常温下，进行充气速度测试。

2 冷气系统试验原理和电气系统控制原理设计

根据以上技术条件可对试验台冷气系统可分为以下几大部分进行设计。

2.1 冷气系统增压回路的设计

按照试验技术条件，进行装机前试验的最大压力值为（20.6±0.5）MPa；另可供气源压力为10～15MPa和0～0.8MPa，可分别作为增压回路中的输入气源，即预增气源和驱动气源。两路气源分别经各支路的空气过滤器，到达气驱增压泵进行增压，经气驱增压泵输出压力气体，通过单向阀进入蓄气瓶蓄压，直至气瓶压力达到23MPa，关闭控制阀，停止增压。在此增压管路中采用了气驱增压泵进行增压。

气驱增压泵是利用活塞两端大小面积差，低气压作用气驱活塞大面积端，输出高压气体端活塞面积小，流量也小，并利用机械式气体分配阀使气体泵连续运转。其输出气体的压力取决于：活塞面积比，驱动气体的压力及气体输入口的预增压气体的压力。预增压力可以减少气体达到更高压力的时间，以及减少高压和低压的行程转换的时间。气驱增压泵迅速工作，达到压力设定值时停止，并保持这个压力，此时能量消耗很小，无热量产生，无零件运动。当压力平衡打破后，气驱增压泵自动开始工作达到下一个平衡状态。调节驱动气体的压力，气驱增压泵的输出气体的压力可在气体的预增压力和在可达到的最大输出压力间精确调整。

2.2 冷气系统减压回路的设计

对试验所需提供的压力值按范围大小进行分类，可确定减压回路为三路输出。其中，第一路输出压力（20.6±0.5）MPa；第二路输出压力值为（13±0.2）MPa、（5.9±0.1）MPa；第三路输出压力值为15MPa。为此可设计出冷气系统减压回路。

2.3 气压减压阀充气速度测试回路的设计

依据技术条件中对气压减压阀充气速度测试要求，当向气压减压阀输入（20.6±0.5）MPa压力气体时，經气压减压阀减压，观察压力表Ⅰ，输出（11～13）MPa压力气体，按下按钮K，气动电磁阀打开，同时电秒表计时开始；当压力表Ⅱ指示0.5升压力容器内部压力由0上升至5MPa时，触发压力开关YC，同时继电器J2断开，电秒表停止计时。

2.4 试验台冷气系统原理和电气控制系统原理的总体设计

冷气综合测试试验台可分为增压冷气系统、减压冷气系统、充气速度测试系统三部分。在增压冷气系统中输入气源分为预增气源和驱动气源，分别提供10～15MPa压缩空气和0～0.8MPa清洁空气，两路输入分别经过空气过滤器，到达气驱增压泵进行增压，压缩气体进入气瓶蓄压，直至气瓶压力增至23MPa，通过PLC程序切断输入气源，增压泵停止增压。在减压冷气系统中，蓄气瓶中23MPa压缩气体经冷气滤，分为两条支路分别进行减压至20.6MPa和15MPa，其中20.6MPa支路用于对充气活门进行试验并对减压阀进行充气速度试验；15MPa支路分别输出（13±0.2）MPa、（5.9±0.1）MPa、15MPa压力气体，满足试验所需要求。为防止意外，在每条输出支路中分别设置了不同限压值的安全活门，以保证系统操作的安全性。

在电气控制系统中设置压力传感器、电磁阀、PLC电路组成的系统超压保护，当蓄气瓶内压力增至25MPa，而未关闭控制阀时，系统将自动切断驱动气源，增压泵停止工作并卸压，报警器报警。对于气压减压阀充气速度测试，通过压力开关、电磁阀、电秒表等共同组成的计时电路来予以实现。

3 结束语

某型飞机冷气综合测试试验台通过设计、制造、调试后，使用效果良好，各项测量数据均符合各成附件装机前试验技术要求。不仅解决了高压力，大范围控制技术难题，也解决了同台设备对不同产品的试验要求，从而产生了很高的使用价值和经济价值。同时将PLC可编程控制器与压力传感器、电磁阀相结合，组成了系统超压自动报警监控装置，使得整个系统工作安全可靠、操作简单、自动化程度高，具有技术创新的价值。

参考文献

[1]沈燕良.飞机系统原理[M].空军工程大学出版社，2004.

[2]气动工程手册编委会.气动工程手册[M].北京：国防工业出版社，1995.

作者简介：吴月芸，女，江西，2004年7月毕业于华东交通大学，工程师。