ESCORT-3016B在航空和航天领域的应用(上)

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        escort-3016b是一款高性价比的数据记录仪,采样率*高1ms/s,分辨率可以到16位,机器本身内置有32mb的内存和40gb的硬盘,再多的数据记录量都轻松胜任,而且有用于高速采集和高精度采集的两种模板可供选择,满足不同的测试需求。escort-3016b应用在一些对实验数据或者环境数据有记录需求的场合。而在我国的航空航天等高**领域,对于相关产品的试验数据记录需求方面很多。故将本人接触到的航空航天领域数据记录的应用作简单的阐述。

        航空航天工业是我国的战略性产业,是我们国家先进制造业的重要组成部分。现代航空航天产品的研发,需要的资金投入对任何一个国家而言都是巨大的,如果出现一丝差错,造成的后果不堪设想,比如美国哥伦比亚号的失事、我国1996年长征三号乙运载火箭发射国际通信卫星708失败事件。为避免意外再次发生,有效的办法就是对主要测试和调试安装作全程监测,以备后续的数据分析和现场模拟。另外在产品的研发过程中,为保证产品的性能指标与设计吻合,对于每次试验的数据记录也同样必要。在本文从航空、航天两个领域列举有数据记录需要的几个方面。



一、航空领域数据记录的应用

        目前我们能够接触到的航空器有飞机、直升机、无人机,另外还有导弹。许多巡航导弹都配备有制动系统和电子导航,基本结构与无人机类似。航空器无论形式如何,核心部件均是航空发动机。航空发动机的性能决定航空器的性能。

        下面为大家简单介绍一下,escort-3016b在航空领域的相关方面。

1、发动机风扇叶片的测试

        风扇叶片是航空发动机的重要组成部分。我国研制航空发动机初期,遇到的一个重大难题是风扇叶片的材料。随着这几年材料工程方面的科研成果日益增加,使得应用航空航天方面有了突飞猛进的发展。一般地,航空发动机功率越大,燃气的温度就越高,叶片就需要极强的耐高温能力,并且有快速散热的能力(*好叶片是空心的,散热效率*佳)。所以,在研发出新产品时,需要进行叶片耐久测试,对叶片的耐热、受热分布情况和使用寿命作相关检测, 另外还需将叶片加到发动机中实际测试。此时使用加载多路板的escort-3016b,能够同时对叶片各点耐久性、受热分布情况和使用寿命进行长时间监测,40gb的硬盘空间保证测试数据全部保存下来。对加载到发动机上的叶片作测试时,需要使用加有通用板的escort-3016b,对叶片的转速、受力情况进行监测,有效地将快速变化的数据记录下来。完成实验后,使用escort view和flexpro软件对实验数据的模拟和还原,真实再现试验现场,帮助研发人员准确分析出叶片相关性能指标。

2、发动机整体性能测试

        除了对风扇叶片进行相关测试外,在发动机研制成型后,需要对其整体性能做相关测试,例如发动机各个部件的稳定性、整体协调性、推力的稳定情况、发动机各点温度变化和震动情况等都进行数据检测。例如对一款涡轮轴发动机的震动测试和受热情况测试,由于涡轮轴发动机的转速是一个高速变化的过程,所以使用通用板测试,另外温度不是高速变化的参量,适合使用多路板测试。使用escort-3016b进行数据监测,实时记录数据情况并存储,之后使用flexpro对转速和受热情况分析,了解发动机的动力输出和散热情况,从而做出相应的判断和处理。

        下图给出的是我国航空发动机在室内试车台的测试图片。在这样的环境中使用一款像escort-3016b便于移动且智能化的数据记录仪是*合适的。






图1、室内试车台

3、航空器的风洞测试

        任何一款航空器,无论飞机或是直升机,在性能测试阶段都要模拟航空器在空中可能发生的情况,进行风洞试验,以确保航空器的**可靠。在风洞测试中,要通过对一些事件的模拟来测试航空器的整体性能情况,比如航空器在平流层平稳飞行下的各点受力、压力分布情况,或是在空中遇到强气流情况测试航空器的受力和自动调节能力,还有在复杂电磁环境下抗干扰能力和电路的可靠性等。在做此类试验的同时,研究人员需要得到航空器在不同变化下的相关数据,这时就需要使用到相关的数据采集和记录仪器。

4、直升机相关测试

        直升机一般采用涡轮轴发动机用以带动螺旋桨的运动,相关涡轮轴发动机的测试同样需要数据记录。由于直升机和飞机是两种完全不同的飞行器,直升机靠旋翼产生升力,可以垂直起降和悬停,而飞机则靠固定翼产生升力,速度快,航程远。所以直升机的旋翼也同样要做细致的性能测试,包括每支旋翼或者直升机主轴的受力情况、旋翼全力旋转时不同点所受扭力情况、关键部位的抗震动监测等,此时使用escort-3016b不仅能够高速数据记录,而且强大的数学计算功能保证复杂信号直接记录为有用信号,有效节约数据处理的时间。后期处理软件还可以真实还原试验,帮助准确分析试验结果。

        另外,靠旋翼产生升力的同时也会产生反扭力,所以直升机一般设计尾翼消除螺旋桨带来的反扭力,对直升机的性能测试也要对直升机尾翼做相关监测。在尾翼测试中,对尾翼的稳定性、各个单翼的受力情况、长时间运作产生的材料形变情况、震动的影响等测试,同样使用escort-3016b进行数据记录和离线分析。

        除此之外,对直升机进行试飞时,也会对直升机的性能指标进行测试,比如直升机内部的噪音情况、发动机的散热对周围机械构件的影响、直升机在震动情况内部电子设备的运行情况等方面,为便于试验数据的分析和性能改进,都需要进行相关的数据记录,escort-3016b是*合适的选择,他便于携带并且机身坚固抗干扰能力强,能够适应直升机高干扰和高震动环境,完成对机载设备和相关部委的测试和监控。

5、导弹性能测试

        现代导弹本身具备复杂的系统、包括动力系统、制导系统、燃料储备、**室、欺骗诱饵系统等,如空空、地空导弹;另外还有弹道导弹,动力系统由运载火箭承担、打击半径1万公里,而且误差在25米之内。所以整个导弹研制过程中,许多地方需要进行详细地测试和检测:对动力系统,发动机的性能测试、燃料室与发动之间的热传导情况、在电子对抗情况下的动力系统运行情况,发动机都必须稳定运行,数据记录就成为一种必要;制导系统是导弹**打击目标的保障,制导系统的算法只要出现万分之一的偏差,导弹就可能偏离目标,所以需要对制导系统进行多次模拟试验,以保证目标打击的准确性,此时就需要将试验数据记录;另外对导弹作模拟运行轨道等测试时,经常需要模拟不同的环境条件,用以监测导弹的运行是否受到影响。例如在现代电子对抗战中,如何保证测试导弹在强电磁干扰环境下的运行正常。首先需要在风洞中或其他设施内模拟强电磁干扰环境,然后使用escort-3016b监测导弹内部的制导系统、主要电路的抗干扰能力和各点受热情况,试验完成后通过对escort-3016b存储的数据进行分析,分析导弹在此环境下的可靠运行能力,进行设计或改进。下图给出导弹在风洞中作相关测试的图片。






图2、*新型飞鱼反舰导弹风洞测试

        除了上述关于escort-3016b一些应用外,在航空领域还有很多需要数据采集和记录的地方,如有其它疑问可以与作者交流,邮箱 545@deovi.com