一种直升机涡轮轴发动机安装损失测试系统及测试方法与流程

本发明属于试飞测试技术，具体涉及一种直升机涡轮轴发动机安装损失测试系统及测试方法。

背景技术：

1、直升机在新机型号研制过程中，特别是新型发动机装机验证过程中，发动机安装损失测量试验是必不可少的一项试验。直升机对于发动机安装损失均有相应的标准或规章要求，可用功率必须相当于发动机功率(不能超过批准功率)减去：(1)安装损失；(2)申请合格审定和批准的附件和服务设施所消耗功率值。上述标准或规章仅对发动机安装损失提出了要求，却未给出具体的发动机安装损失测量试验的实现方式。

技术实现思路

1、本发明针对直升机涡轮轴发动机，设计了一种发动机安装损失测试系统及测试方法，用于获取涡轮轴发动机安装在直升机上的安装损失。

2、本发明在一个方面，提供了一种直升机涡轮轴发动机安装损失测试系统，该系统包括数据采集记录器、gps天线、压力传感器、温度传感器和处理单元，其中该数据采集记录器采集和记录抽引原机信号、gps时间信号、压力传感器信号和温度传感器信号并发送至处理单元，通过压力传感器采集进气道的压力信号，通过温度传感器采集进气道的温度信号；所述处理单元根据地面试车获得的试验数据建立地面试车台实验数据库，根据飞行试验获得的试验数据建立飞行试验数据库，在飞行试验数据库中抽取各飞行状态的稳态数据及对应的扭矩tq2，根据飞行状态的稳态数据在地面试车台试验数据库中找到最接近的试验数据及对应的扭矩tq1，通过下式计算发动机安装损失△tq：

3、△tq＝(tq2-tq1)/tq2×100％。

4、有利地，所述原机信号包括速度、发动机进气道压力、发动机进气道温度、外界大气温度、发动机燃气涡轮转速和发动机扭矩。

5、有利地，所述数据采集记录器和处理单元安装在直升机机舱内部地板或地面试车台的测试设备安装架上。

6、有利地，所述压力传感器采用压力传感器与测量位置分离的方式进行压力信号采集，通过透明橡胶软管传递压力信号，透明橡胶软管的另一端布置有压力探针。

7、有利地，温度传感器选用pt100型工业铂热电阻。

8、本发明在另一个方面，还提供了一种应用上述直升机涡轮轴发动机安装损失系统进行测试的方法，该方法包括以下步骤：

9、s1、发动机安装在地面试车台上，执行模拟直升机悬停飞行状态、爬升飞行状态、平飞飞行状态和下降飞行状态的地面试车台试验，获得各状态下的地面试车台试验数据库；

10、s2、发动机安装在直升机上，执行直升机悬停飞行状态、爬升飞行状态、平飞飞行状态和下降飞行状态的飞行试验，获得各状态下的飞行试验数据库；

11、s3、在飞行试验数据库中抽取各飞行状态的稳态数据，并读取对应的发动机扭矩tq2；

12、s4、以稳态数据中的速度、外界大气温度、发动机燃气涡轮转速、进气道温度传感器温度参数作为基准，在地面试车台试验数据库中找到最接近的地面试车台数据列及对应的扭矩tq1；

13、s5、计算各状态下的发动机安装损失△tq：

14、△tq＝(tq2-tq1)/tq2×100％。

15、有利地，模拟直升机悬停飞行状态的地面试车台试验时，通过调整发动机燃气涡轮转速ng，控制发动机功率由80％至106％每间隔2％进行稳定运转，向发动机进气道吹入零下40℃至零上50℃每间隔2℃的不同温度、风速接近为零的风，记录每种工况下的试验数据。

16、有利地，模拟直升机爬升飞行状态的地面试车台试验时，通过调整发动机燃气涡轮转速ng将发动机功率按100％和102％进行稳定运转，向发动机进气道吹入零下40℃至50℃每间隔2℃的不同温度、45kts-ng102％和68kts-ng100％的不同风速的风，记录每种工况下的试验数据。

17、有利地，模拟直升机平飞飞行状态的地面试车台试验时，通过调整发动机燃气涡轮转速ng将发动机功率由80％至106％每间隔2％进行稳定运转，向发动机进气道吹入零下40℃至零上50℃每间隔2℃的不同温度、40kts至140kts每间隔10kts的不同风速的风，记录每种工况下的试验数据。

18、有利地，模拟直升机下降飞行状态的地面试车台试验时，通过调整发动机燃气涡轮转速ng将发动机功率调整至模拟直升机下降率为1000ft/min时的功率进行稳定运转，向发动机进气道吹入零下40℃至零上50℃每间隔2℃的不同温度、68kts的风，记录每种工况下的试验数据。

19、有益效果：通过设计的测试系统采集关键测试数据，采用飞行试验数据与地面试车台试验数据对比分析的方法，获得发动机安装损失数据，解决了直升机涡轮轴发动机安装损失测量问题。

20、已经讨论的特征、功能和优点可在各种示例中独立实现，或者可以在其他示例中进行组合。可参照以下描述和附图看出示例的其他细节。

技术特征：

1.一种直升机涡轮轴发动机安装损失测试系统，其特征在于：该系统包括数据采集记录器、gps天线、压力传感器、温度传感器和处理单元，其中该数据采集记录器采集和记录抽引原机信号、gps时间信号、压力传感器信号和温度传感器信号并发送至处理单元，通过压力传感器采集进气道的压力信号，通过温度传感器采集进气道的温度信号；所述处理单元根据地面试车获得的试验数据建立地面试车台实验数据库，根据飞行试验获得的试验数据建立飞行试验数据库，在飞行试验数据库中抽取各飞行状态的稳态数据及对应的扭矩tq2，根据飞行状态的稳态数据在地面试车台试验数据库中找到最接近的试验数据及对应的扭矩tq1，通过下式计算发动机安装损失△tq：

2.根据权利要求1所述的直升机涡轮轴发动机安装损失测试系统，其特征在于：所述原机信号包括速度、发动机进气道压力、发动机进气道温度、外界大气温度、发动机燃气涡轮转速和发动机扭矩。

3.根据权利要求1所述的直升机涡轮轴发动机安装损失测试系统，其特征在于：所述数据采集记录器和处理单元安装在直升机机舱内部地板或地面试车台的测试设备安装架上。

4.根据权利要求1所述的直升机涡轮轴发动机安装损失测试系统，其特征在于：所述压力传感器采用压力传感器与测量位置分离的方式进行压力信号采集，通过透明橡胶软管传递压力信号，透明橡胶软管的另一端布置有压力探针。

5.根据权利要求1所述的直升机涡轮轴发动机安装损失测试系统，其特征在于：温度传感器选用pt100型工业铂热电阻。

6.一种应用如权利要求1-5中任一项所述直升机涡轮轴发动机安装损失系统进行测试的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于：模拟直升机悬停飞行状态的地面试车台试验时，通过调整发动机燃气涡轮转速ng，控制发动机功率由80％至106％每间隔2％进行稳定运转，向发动机进气道吹入零下40℃至零上50℃每间隔2℃的不同温度、风速接近为零的风，记录每种工况下的试验数据。

8.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于：模拟直升机爬升飞行状态的地面试车台试验时，通过调整发动机燃气涡轮转速ng将发动机功率按100％和102％进行稳定运转，向发动机进气道吹入零下40℃至50℃每间隔2℃的不同温度、45kts-ng102％和68kts-ng100％的不同风速的风，记录每种工况下的试验数据。

9.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于：模拟直升机平飞飞行状态的地面试车台试验时，通过调整发动机燃气涡轮转速ng将发动机功率由80％至106％每间隔2％进行稳定运转，向发动机进气道吹入零下40℃至零上50℃每间隔2℃的不同温度、40kts至140kts每间隔10kts的不同风速的风，记录每种工况下的试验数据。

10.根据权利要求6所述的测试方法，其特征在于：模拟直升机下降飞行状态的地面试车台试验时，通过调整发动机燃气涡轮转速ng将发动机功率调整至模拟直升机下降率为1000ft/min时的功率进行稳定运转，向发动机进气道吹入零下40℃至零上50℃每间隔2℃的不同温度、68kts的风，记录每种工况下的试验数据。

技术总结
本发明属于试飞测试技术，具体涉及一种直升机涡轮轴发动机安装损失测试系统及测试方法。标准或规章仅对发动机安装损失提出了要求，却未给出具体的发动机安装损失测量试验的实现方式。本发明安装损失测试系统中，数据采集记录器采集和记录抽引原机信号、GPS时间信号、压力传感器信号和温度传感器信号并发送至处理单元，通过压力传感器采集进气道的压力信号，通过温度传感器采集进气道的温度信号；所述处理单元根据地面试车获得的试验数据建立地面试车台实验数据库，根据飞行试验获得的试验数据建立飞行试验数据库，在飞行试验数据库中抽取各飞行状态的稳态数据及对应的扭矩TQ2，根据飞行状态的稳态数据在地面试车台试验数据库中找到最接近的试验数据及对应的扭矩TQ1，计算发动机安装损失△TQ。解决了直升机涡轮轴发动机安装损失测量问题。

技术研发人员：刘腾远,赵春状,高强,高佳鑫,王垒,罗道国,张延伟
受保护的技术使用者：哈尔滨飞机工业集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2025/4/7