飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)n2轉(zhuǎn)速模擬裝置制造方法
【專利摘要】一種飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置，提高飛機(jī)電源系統(tǒng)驗(yàn)證集成化高度，能縮短飛機(jī)電源系統(tǒng)驗(yàn)證周期，降低飛機(jī)電源系統(tǒng)研制成本，加快飛機(jī)電源系統(tǒng)研制進(jìn)程。所述轉(zhuǎn)速模擬裝置包括：信號(hào)采集模塊，該模塊采集拖動(dòng)臺(tái)的輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)，該輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)包括拖動(dòng)臺(tái)的轉(zhuǎn)速信息；信號(hào)調(diào)理模塊，該信號(hào)調(diào)理模塊將信號(hào)采集模塊采集到的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)；處理器，該處理器對(duì)經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊調(diào)理后的信號(hào)進(jìn)行采集，并將采集到的電壓信號(hào)進(jìn)行解耦計(jì)算；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，該數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將解耦計(jì)算后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；以及信號(hào)隔離放大模塊，該信號(hào)隔離放大模塊將模擬信號(hào)隔離放大后，輸出至飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器。
【專利說(shuō)明】飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置，更具體來(lái)說(shuō)，涉及在飛機(jī)電源系統(tǒng) 研制驗(yàn)證過(guò)程中對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速進(jìn)行模擬的發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)通常是具有雙/多轉(zhuǎn)子的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，這種雙/ 多轉(zhuǎn)子型的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)一般都具有低壓轉(zhuǎn)子和高壓轉(zhuǎn)子。
[0003]飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)NI轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)低壓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，N2轉(zhuǎn)速是發(fā)動(dòng)機(jī)高壓轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。
[0004]一般來(lái)說(shuō)，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的NI轉(zhuǎn)速比飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的N2轉(zhuǎn)速重要，對(duì)于渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng) 機(jī)來(lái)說(shuō)，低壓系統(tǒng)提供的推力是主要的動(dòng)力。
[0005]但是，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)往往是在檢測(cè)到飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速后才進(jìn)行供油，N2轉(zhuǎn)速是用 于指示飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓系統(tǒng)(例如，燃燒室)。
[0006]在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，首先，啟動(dòng)渦輪，帶動(dòng)壓氣機(jī)，在其中的高壓系統(tǒng)(例如，燃燒室) 達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后，才能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行供油，這時(shí)供油才能依靠發(fā)動(dòng)機(jī)自身帶動(dòng)。倘如其中的 高壓系統(tǒng)(燃燒室)沒(méi)有達(dá)到一定轉(zhuǎn)速就開(kāi)始供油，則可能會(huì)出現(xiàn)富油等情況，而導(dǎo)致發(fā)動(dòng) 機(jī)損壞。因此，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的N2亦是不容忽視的重要參數(shù)。
[0007]飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的N2轉(zhuǎn)速信號(hào)是通過(guò)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)速發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的，其是具有頻 率和電壓幅值隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化特性的交流正弦電壓信號(hào)。該信號(hào)是飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器 (G⑶)控制發(fā)電機(jī)主接觸器(GR)閉合來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)向飛機(jī)電網(wǎng)EN供電的必要條件。
[0008]也就是說(shuō)，飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器GCU只需要判斷其它信號(hào)量，來(lái)決定是否將控制開(kāi) 關(guān)S接通，藉此，來(lái)控制發(fā)電機(jī)主接觸器GR閉合，以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)向飛機(jī)電網(wǎng)EN供電。
[0009]因飛機(jī)系統(tǒng)是龐大的復(fù)雜系統(tǒng)，為節(jié)省研制成本，縮短研制周期，在飛機(jī)電源系統(tǒng) 研制驗(yàn)證中，通常按合理等效模擬的方式進(jìn)行，如采用拖動(dòng)臺(tái)來(lái)驅(qū)動(dòng)飛機(jī)發(fā)電機(jī)，使其產(chǎn)生 電能。
[0010]由于模擬等效與飛機(jī)環(huán)境還是存在差異，因此，模擬數(shù)據(jù)如何更接近飛機(jī)真實(shí)數(shù) 據(jù)是飛機(jī)系統(tǒng)研制急需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題而作，其目的在于提供一種提高電源系統(tǒng)研制驗(yàn)證的 高度集成化的發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置。
[0012]同時(shí)，本發(fā)明的意義就在于實(shí)現(xiàn)了模擬數(shù)據(jù)與飛機(jī)真實(shí)數(shù)據(jù)的無(wú)限接近，也即是， 通過(guò)該模擬裝置獲得的N2轉(zhuǎn)速信號(hào)與飛機(jī)真實(shí)N2轉(zhuǎn)速信號(hào)很吻合。
[0013]本發(fā)明第一方面的一種飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置，其特征是，包括:信號(hào)采集 模塊，該信號(hào)采集模塊采集發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的拖動(dòng)臺(tái)的輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)，上述輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)包括 上述拖動(dòng)臺(tái)的轉(zhuǎn)速信息；信號(hào)調(diào)理模塊，該信號(hào)調(diào)理模塊將上述信號(hào)采集模塊采集到的信 號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)；處理器，該處理器對(duì)經(jīng)上述信號(hào)調(diào)理模塊調(diào)理后的信號(hào)進(jìn)行采集，并將采集到的上述電壓信號(hào)進(jìn)行解耦計(jì)算；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，該數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將解耦計(jì)算后的上 述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成能夠被飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器獲取的模擬信號(hào)；以及信號(hào)隔離放大模塊，該 信號(hào)隔離放大模塊將上述模擬信號(hào)隔離放大后，輸出至上述飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器。
[0014]較佳地，經(jīng)上述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的上述模擬信號(hào)的頻率和電壓幅值與上述拖 動(dòng)臺(tái)的轉(zhuǎn)速信息相關(guān)。
[0015]較佳地，經(jīng)上述信號(hào)隔離放大模塊隔離放大后的上述模擬信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速 信號(hào)非常吻合。
[0016]較佳地，上述數(shù)字信號(hào)是正弦波電壓信號(hào)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第一方面及第二方面，通過(guò)使本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置產(chǎn) 生的N2轉(zhuǎn)速模擬信號(hào)與真實(shí)的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速信號(hào)相吻合，藉此，能使飛機(jī)電源系統(tǒng)研 制驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)更接近于真實(shí)飛機(jī)數(shù)據(jù)，節(jié)省了研制成本，縮短了研制周期。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是表示包括含本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置在內(nèi)的在發(fā)電機(jī)工作原理圖。
[0019]圖2是表示本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下，參照?qǐng)D1對(duì)包括本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置的功能進(jìn)行說(shuō)明。
[0021 ] 圖1是表示包括含本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置在內(nèi)的在發(fā)電機(jī)工作原理圖。
[0022]如圖1所示，在飛機(jī)電源系統(tǒng)研制驗(yàn)證中，采用拖動(dòng)臺(tái)I驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)2旋轉(zhuǎn)，藉此 來(lái)產(chǎn)生電能。
[0023]飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器GCU能夠接收來(lái)自飛機(jī)其它傳感器、電氣部件或控制單元等發(fā) 出的信號(hào)量Sn。現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置與飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器GCU之間通過(guò)控制開(kāi) 關(guān)S連通。也就是說(shuō)，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)S的閉合或斷開(kāi)，來(lái)將由現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝 置發(fā)出的電壓信號(hào)Shl傳輸至飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器GCU。該電壓信號(hào)觸發(fā)飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器 G⑶內(nèi)部的判斷邏輯。
[0024]此時(shí)，飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器GCU只通過(guò)判斷來(lái)自飛機(jī)其它傳感器、電氣部件或控制 單元等發(fā)出的上述信號(hào)量，來(lái)決定是否接通發(fā)電機(jī)主接觸器GR，而與實(shí)際N2轉(zhuǎn)速(即拖動(dòng) 臺(tái)I使發(fā)動(dòng)機(jī)2旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速)的頻率和電壓幅值無(wú)關(guān)。
[0025]在包括本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置3的飛機(jī)電源系統(tǒng)試驗(yàn)中，與現(xiàn)有同樣 地，采用拖動(dòng)臺(tái)I使發(fā)電機(jī)2旋轉(zhuǎn)，藉此來(lái)產(chǎn)生電能。
[0026]與現(xiàn)有的飛機(jī)電源系統(tǒng)試驗(yàn)的電路圖不同的是，本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝 置3并非是通過(guò)控制開(kāi)關(guān)S的閉合或斷開(kāi)，將電壓信號(hào)傳輸至飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器GCU，而是 通過(guò)從拖動(dòng)臺(tái)I中采集輸出轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)，并經(jīng)后述的模擬測(cè)試方法，輸出至飛機(jī)發(fā)電機(jī) 控制器G⑶。
[0027]飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器GCU不僅通過(guò)判斷來(lái)自飛機(jī)其它傳感器、電氣部件或控制單元 等發(fā)出的上述信號(hào)量，還通過(guò)判斷輸出至飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器GCU的N2轉(zhuǎn)速模擬信號(hào)Sk，藉 此，在輸出至飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器G⑶的N2轉(zhuǎn)速模擬信號(hào)Sk高于飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器G⑶內(nèi) 部設(shè)置的閾值時(shí)，觸發(fā)飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器GCU內(nèi)部的判斷邏輯，來(lái)決定是否使發(fā)電機(jī)主接觸器GR閉合，以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的建壓和向飛機(jī)電網(wǎng)EN供電。
[0028]在本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬測(cè)試方法中，首先，發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置3采集 拖動(dòng)臺(tái)I的輸出轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)，在上述信號(hào)中包含有拖動(dòng)臺(tái)的轉(zhuǎn)速信息。接著，利用信號(hào)調(diào) 理模塊將轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，以便處理器對(duì)該電壓信號(hào)進(jìn)行采集。然后，處理器 將采集到的電壓信號(hào)進(jìn)行解耦計(jì)算，并經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換模塊(數(shù)模轉(zhuǎn)換器:DAC)輸出正弦波，藉 此，上述正弦波的頻率和電壓幅值便與拖動(dòng)臺(tái)的轉(zhuǎn)速相關(guān)。
[0029]為了滿足長(zhǎng)距離傳輸?shù)囊?，利用信?hào)隔離放大模塊將正弦波信號(hào)放大，藉此來(lái) 獲得與飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速信號(hào)相吻合的正弦交流電壓信號(hào)。上述正弦交流電壓信號(hào)最終 輸入至飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器G⑶。
[0030]通過(guò)使本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置產(chǎn)生的N2轉(zhuǎn)速模擬信號(hào)與真實(shí)的飛機(jī)發(fā) 動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速信號(hào)相吻合，藉此，能簡(jiǎn)化飛機(jī)電源系統(tǒng)研制驗(yàn)證工作，縮短研制周期，降低研 制成本。
[0031]熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于想到其它的優(yōu)點(diǎn)和修改。因此，在其更寬泛的上來(lái)說(shuō)， 本發(fā)明并不局限于這里所示和所描述的具體細(xì)節(jié)和代表性實(shí)施例。因此，可以在不脫離如 所附權(quán)利要求書及其等價(jià)物所限定的總體發(fā)明概念的精神或范圍的前提下做出修改。
[0032]例如，在本實(shí)施方式中，發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置3直接采集拖動(dòng)臺(tái)I的輸出轉(zhuǎn)速 脈沖信號(hào)，并經(jīng)其中的各模塊進(jìn)行處理后，輸入飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器GCU，但是，本發(fā)明不局限 于此，也可以是現(xiàn)有的飛機(jī)電源系統(tǒng)試驗(yàn)中的發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置結(jié)合使用。也就是 說(shuō)，飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器GCU可根據(jù)不同的試驗(yàn)要求切換與發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速的頻率和電壓幅值 無(wú)關(guān)的信號(hào)或是與發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速的頻率和電壓幅值有關(guān)的信號(hào)。此時(shí)，只要結(jié)合本發(fā)明的 圖1對(duì)飛機(jī)電源系統(tǒng)研制驗(yàn)證電路圖進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)即可。
[0033]例如，在本實(shí)施方式中，上述信號(hào)調(diào)理模塊可對(duì)采用到的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)進(jìn)行調(diào)理， 上述調(diào)理包括但不局限于脈沖調(diào)制(PM)、調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)，其中，上述脈沖調(diào)制(PM)又 包括但不局限于脈寬調(diào)制(PWM)、脈高調(diào)制(PHM)。
[0034]例如，在本實(shí)施方式中，經(jīng)上述D/A轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后輸出的是正弦波，但本發(fā)明不 局限于此，只要是飛機(jī)發(fā)電機(jī)控制器GCU能夠識(shí)別的信號(hào)，也可以是方波信號(hào)、余弦波信號(hào) 等各種信號(hào)。
【權(quán)利要求】
1.一種飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置，其特征在于，包括:信號(hào)采集模塊，該信號(hào)采集模塊采集在電源系統(tǒng)研制驗(yàn)證中用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的拖動(dòng)臺(tái) 的輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)，所述輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)包括所述拖動(dòng)臺(tái)的轉(zhuǎn)速信息；信號(hào)調(diào)理模塊，該信號(hào)調(diào)理模塊將所述信號(hào)采集模塊采集到的信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)； 處理器，該處理器對(duì)經(jīng)所述信號(hào)調(diào)理模塊調(diào)理后的信號(hào)進(jìn)行采集，并將采集到的所述 電壓信號(hào)進(jìn)行解耦計(jì)算；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，該數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊將解耦計(jì)算后的所述電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成能夠被飛機(jī)發(fā)電 機(jī)控制器獲取的模擬信號(hào)；以及信號(hào)隔離放大模塊，該信號(hào)隔離放大模塊將所述模擬信號(hào)隔離放大后，輸出至所述飛 機(jī)發(fā)電機(jī)控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置，其特征在于，經(jīng)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后的所述模擬信號(hào)的頻率和電壓幅值與所述拖動(dòng)臺(tái)的轉(zhuǎn)速 信息相關(guān)。
3.如權(quán)利要求2所述的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置，其特征在于，經(jīng)所述信號(hào)隔離放大模塊隔離放大后的所述模擬信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速信號(hào)相吻合。
4.如權(quán)利要求3所述的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速模擬裝置，其特征在于，所述模擬信號(hào)是正弦波電壓信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01R31/40GK103558561SQ201310499782
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】邵惠明, 劉朝勇, 倪新紅, 滿毅, 王偉, 吳明星, 李曉東 申請(qǐng)人:中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司, 中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院