试论航空发动机试验测试及数据管理技术

李 杨，礼家贺，於 琦

随着我国航空技术的不断发展，我国的航空发动机生产技术得到了极大的提升，不仅安全性和可靠性得到了保证，而且经济性和环保性也在不断的进步。为了进一步提升我国航空发动机技术，航空发动机实验测试数据管理技术中充分应用信息技术管理信息流，构建发动机试验测试管理系统，对航空发动机整个生命周期内的数据实施综合管理和分析，确保试验数据管理的全面性和有效的关联性。进一步研究航空发动机试验测试即数据管理技术，对于提升数据管理的效率和康孔发动机实验的安全性、可靠性有着重要的意义。

1 国内航空发动机试验测试技术发展现状

国内航空发动机实验测试技术主要应用数字模拟技术、实验仿真技术进行试验。近些年随着自动化技术和智能技术的发展，航空发动机试验测试中逐渐的引入智能传感技术、电磁感应技术、光电监测技术、计算机管理技术等，丰富了航空发动机实验测试的方法，不仅减少了航空发动机试验测试的次数，还提升了试验测试的准确性。目前，航空发动机实验测试的设备主要有飞行试验设备、高空试验设备、地面试验设备3 种，满足了不同状态下对于航空发动机性能的测试。此外，还组建了航空发动机实验测试系统。从航空发动机试验测试的设备及其系统来讲，目前我国航空发动机试验测试工具及其管理技术较为全面，满足航空发动机性能试验测试的基本需求。并且航空试验测试技术还在不断的发展和提升中，部分系统中采用红外线、激光技术，结合远程网络控制技术，既方便了航空发动机试验测试过程的实施，同时更进一步的保证了航空发动机性能检测的精确性。

2 航空发动机实验设备、系统及测试特点

2.1 航空发动机实验设备

1）飞行试验设备。飞行实验设备是高空模拟航空发动机的飞行条件，实施前提是必须将航空发动机安装在航空飞行器中，并在航空飞行器中安装测试系统，测试系统自动采集航空飞行器在飞行中的状态，从而起到采集航空发动机飞行状态下完整的运行信息。目前飞行实验设备+遥感系统的应用，确保了航空发动机试验数据检测的即时性，采集信息通过遥感系统自动即时的传输到地面控制中心。在飞行试验设备的基础上通过数字化技术进行改进，设计高空模拟实验设备测试发动机，还可以缩短试验时间，降低试验成本。

2）高空试验设备。高空模拟试验设备是通过模拟打洞机在高空条件下舱内压力、温度参数的变化，来了解航空发动机在不同高度和温度环境下的工作状态，其主要目的是为了测试发动机系统的可靠性。

3）地面试验设备。地面试验设备是在不同的试验车间内对发动机不同的功能完成性能的检测。地面试验设备有试车间、操纵间、测试设备间、试车台系统等组成。试车间主要检测发动机推力，操纵间是检测人员控制和监测发动机的工作室，测试设备间是监测测试发动机各项性能的车间，试车台系统是试车间的完成系统测试的平台。

2.2 系统测试

航空发动机的测试系统包括自动记录设备、显示设备、信号变换器、传感器、遥感系统等几部分，通过无线设备与计算机相连，系统检测时具有联机操作的能力。在发动机实验的过程中，应用电子计算机自动化信息采集技术和处理技术完成对信息的快速采集与分析处理，并设有1 000 条通道用于信息输出，确保信息输出的有效性。

2.3 测试特点

航空发动机试验测试体现了技术的综合性、信息的多样性和测试要求的精准性。航空发动机构造负载，因此需要整合材料检测技术、结构力学、光电技术、机械传动技术、热力学、流体力学、计算机电子技术、故障诊断技术、自动控制技术等进行对性能进行试验测试。由于发动机系统的和结构的复杂性，因此册数数据具有多样性的特征。例如燃油量、位移、空气流量、气流速度、功率等。发动机运行状态受多种因素影响，小小的参数及其指标误差都可能影响其整体运行性能，因此航空发动机对于试验检测的进度要求极高，要求试验过程做到稳、精、快。

3 航空发动机试验测试数据管理技术的管理需求

随着我国航空发动机生产技术的不断进步，对于航空发动机试验测试提出了更高的要求。当航空发动机生产技术得到提升，发动机内部结构及其元件的紧密性要求较高，各部件一起系统之间的关联性更强、更灵活，因此需要更加精密的性能试验检测设备及检测设备，确保对于发动机系统数据综合管理和综合分析的精确性、有效性，从而保证发动机系统性能的可靠性、安全性和稳定性。在这种背景下，充分应用了自动控制技术、传感技术、网络技术、计算机技术、数字化技术建立航空发动机试验检测平台和信息系统，规定统一的信息管理标准，从而加强对发动机试验测试数据的统一管理，这有助于充分挖掘有效信息，优化信息资源配置，提高发动机试验测试的效率，缩短发动机测试和研发的周期。航空发动机试验测试信息化管理平台就是其数据管理的新需求。

4 航空发动机试验测试数据管理技术的研究

4.1 试验过程繁杂

航空发动机试验测试的流程为项目立项→项目准备→项目执行→项目终结→项目验收，其数据管理的对象为试验数据、检验数据和试车数据。在数据管理过程中涉及到试验输入、试验规划、试验流程、试验标准规范、试验数据和试验设备等多个环节，相对而言整个试验过程较为繁杂，试验各阶段涉及的内容多而复杂，因此对于数据管理人员及其数据管理技术要求较高。为了保证试验能够顺利进行，试验前要充分做好试验环境保障、设备保障人员及技术保障。

4.2 试验数据分散

航空发动机结构及系统复杂，因此试验测试的数据项目较多，都需要分类整理。一般在试验过程中收集到的数据都较为分散，由于数据较多，常常包括材料可靠性测试、各部件性能测试、声学测试、动力学测试数据等，因此数据整理的难度较大。这要求航空发动机试验测试系统具有较强的数据分类管理能力，同时又具有独立运行的能力，才能确保数据综合整理的条理性和高效利用。

4.3 试验标准、格式差异

目前，国际上还没有统一的航空发动机数据格式和管理标准，不同厂家、不同批次的航空发动机试验设备检测出的数据格式不同，这给航空发动机数据分析整理工作增加了难度和工作量。由于航空发动机试验设备标准和格式的差异性，严重阻碍了发动机研究进度。这就要求航空发动机试验测试系规定统一的数据管理标准和格式。

4.4 数据管理内容多

航空发动机构造中涉及较多的学科内容，发动机系统原理知识复杂，内容涉及面较广，常常包括飞控、气动、声学、流体、电气、航电等十几个项目的内容。这要求航空发动机试验测试数据管理系统能够根据发动机系统及其子系统对内容进行分类管理，才能适应复杂的系统内容管理。

5 结语

综上所述，航空发动机实验测试数据管理技术是发动机系统、零部件及其性能优化的基础。研究人员要通过对发动机的测试数据全面性的研究和分析来了解航空发动机部件或系统缺陷的部分，对其实施优化设计和技术改善。因此，首先需要确保航空发动机试验测试数据管理系统具有较强的系统管理性和数据采集、覆盖的全面性。为了方便航空发动机研究的技术交流，其次国内的航空发动机实验测试数据管理技术还要加强管理标准的规范、统一，为国内外专家技术交流和探讨打好信息基础，确保技术交流工作的有序开展。