本發(fā)明屬于旋翼防除冰系統(tǒng)領域，特別涉及一種直升機旋翼防除冰電控系統(tǒng)地面驗證裝置及方法。

背景技術：

1、我國地域廣闊，氣候條件復雜，沿海尤其是長江以北的沿海地區(qū)，在春、冬季節(jié)廣泛存在結冰氣候條件，而結冰云層又主要集中在六、七千米高度以下的直升機的大部分飛行活動空間。隨著直升機用途的不斷擴大，發(fā)展應用到救生、勘探、搶險、公安和消防等領域。用戶對直升機使用的安全性要求也越來越高，不僅要求直升機能在陸地、海上低空狀態(tài)下正常飛行，而且還要求直升機在高空、結冰氣象條件下也能安全地正常地飛行，并能執(zhí)行特定的任務，這就要求直升機具備防冰、除冰的能力。

2、直升機旋翼防除冰系統(tǒng)采用電加熱方式實現(xiàn)主槳葉除冰和尾槳葉防冰功能，為保證旋翼防除冰電控系統(tǒng)設計的合理性以及正確性，在裝機前必須對整個系統(tǒng)進行地面聯(lián)試，以驗證旋翼防除冰電控系統(tǒng)的控制邏輯、接口關系、負載特性以及各部件的匹配關系。現(xiàn)有技術對直升機旋翼防除冰電控系統(tǒng)裝機前缺乏有效可靠的試驗技術。

技術實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對現(xiàn)有直升機旋翼防除冰電控系統(tǒng)裝機前試驗技術不成熟的問題，本發(fā)明提供一種直升機旋翼防除冰電控系統(tǒng)地面驗證裝置及方法。

2、技術方案

3、一種直升機旋翼防除冰電控系統(tǒng)地面驗證裝置，包括：結冰信號模擬器、高速轉臺、低速轉臺、控制臺、主槳模擬負載和尾槳模擬負載；

4、結冰信號模擬器與防除冰電控系統(tǒng)控制器連接，用于提供結冰模擬信號；

5、低于轉臺用于帶動模擬主槳轂轉動，高速轉臺用于帶動模擬尾槳轂轉動；

6、控制臺用于控制高速轉臺和低速轉臺；

7、模擬主槳和尾槳上設有集流環(huán)；

8、主槳模擬負載和尾槳模擬負載與集流環(huán)連接，分別用于模擬主槳、尾槳加熱子系統(tǒng)用電功率。

9、進一步，主槳模擬負載包括n組負載組合用于模擬n片槳葉上的加熱元件，每組負載分為m個小組模擬m個加熱區(qū)，每個加熱區(qū)包括三個獨立的負載模擬三個阻值相等的金屬加熱元件，三個獨立的負載按星形連接分別對應交流電的三相電。

10、進一步，主將模擬負載為單個阻值12ω的滑動變阻器，額定功率5kw。

11、進一步，尾槳模擬負載包括p組負載組合，每組負載符合包括三個阻值相同的加熱電阻；

12、尾槳模擬負載選用單個阻值為9ω，額定功率為3kw的滑動變阻器。

13、進一步，結冰信號模擬器用于模擬結冰探測器輸出的結冰信號、大氣環(huán)境溫度信號、尾槳內部溫度信號。

14、一種直升機旋翼防除冰電控系統(tǒng)地面驗證方法，包括以下內容：

15、集流環(huán)不運轉狀態(tài)下的自動模式輕微結冰試驗；

16、集流環(huán)不運轉狀態(tài)下的手動模式輕微結冰試驗；

17、定轉速下防除冰系統(tǒng)功能試驗；

18、故障注入試驗。

19、進一步，集流環(huán)不運轉狀態(tài)下的自動模式輕微結冰試驗過程如下：

20、a1)將試驗電纜與各成品試驗件、信號模擬器、地面電源可靠連接，確認模型正確，供電無誤；

21、a2)接通旋翼防除冰控制板上的“自檢”開關，監(jiān)測主槳模擬負載和尾槳模擬負載狀態(tài)指示燈應按控制時序循環(huán)燃亮，最后旋翼防除冰控制板上“主槳”和“尾槳”指示燈燃亮，則系統(tǒng)電路及控制邏輯正確；

22、a3)將旋翼防除冰控制板上的防除冰工作模式選擇開關撥到“自動”位置；

23、a4)將大氣環(huán)境溫度信號設置為“t1”,與飛機飛行環(huán)境大氣溫度接近；

24、a5)將尾槳內部溫度信號設置為低于“t2”，與實際溫度較為接近；

25、a6)信號模擬器設置為輕微結冰輸出；

26、a7)接通旋翼防除冰控制板上的“防除冰”開關，待“結冰”告警時防除冰系統(tǒng)工作，自動接通主、尾槳模擬負載；

27、a8)“結冰”告警燈、“旋翼防除冰”提示燈燃亮；

28、a9)測試系統(tǒng)監(jiān)測并記錄一個循環(huán)過程中的主、尾槳加熱工作電壓和電流值；

29、a10)同時記錄結冰信號模擬器上接收的信息；

30、a11)緩慢調節(jié)試驗臺上尾槳內部溫度設置旋鈕，直至防除冰配電盒輸出至尾槳加熱墊端三相電流均為0時，記錄尾槳停止加熱的溫度上限值t11；

31、a12)再緩慢調節(jié)試驗臺上的尾槳內部溫度設置旋鈕，直至防除冰配電盒輸出至尾槳加熱墊端三相電流均不為0時，記錄此時尾槳開始加熱的溫度下限值t12；

32、a13)斷開旋翼防除冰控制板上的防除冰開關。

33、進一步，集流環(huán)不運轉狀態(tài)下的手動模式輕微結冰試驗過程如下：

34、b1)將試驗電纜與各成品試驗件、信號模擬器、地面電源可靠連接，確認模型正確，供電無誤；

35、b2)接通旋翼防除冰控制板上的“自檢”開關，監(jiān)測主槳模擬負載和尾槳模擬負載狀態(tài)指示燈應按控制時序循環(huán)燃亮，最后旋翼防除冰控制板上“主槳”和“尾槳”指示燈燃亮，則系統(tǒng)電路及控制邏輯正確；

36、b3)將旋翼防除冰控制板上的防除冰工作模式選擇開關撥到“手動”位置；

37、b4)將大氣環(huán)境溫度信號設置為“t3”，與飛機飛行環(huán)境大氣溫度接近；

38、b5)將尾槳內部溫度傳信號設置低于“t4”,與實際溫度較為接近；

39、b6)信號模擬器設置為輕微結冰輸出；

40、b7)接通旋翼防除冰控制板上的“防除冰”開關，待“結冰”告警時防除冰系統(tǒng)工作，自動接通主、尾槳模擬負載；

41、b8)“結冰”告警燈、“旋翼防除冰”提示燈燃亮；

42、b9)測試系統(tǒng)監(jiān)測并記錄一個循環(huán)過程中的主、尾槳加熱工作電壓和電流值；

43、b10)同時記錄信號模擬器上接收的機電信息；

44、b11)緩慢調節(jié)試驗臺上尾槳內部溫度設置旋鈕，直至防除冰配電盒輸出至尾槳加熱墊端三相電流均為0時，記錄尾槳停止加熱的溫度上限值t21；

45、b12)再緩慢調節(jié)試驗臺上的尾槳內部溫度設置旋鈕，直至防除冰配電盒輸出至尾槳加熱墊端三相電流應不為0時，記錄此時尾槳開始加熱的溫度下限值t22；

46、b13)斷開旋翼防除冰控制板上的防除冰開關。

47、進一步，定轉速下防除冰系統(tǒng)功能試驗過程如下：

48、控制低速轉臺和高速轉臺達到試驗轉速，主槳額定轉速212r/min，尾槳額定轉速1013r/min，接通旋翼防除冰系統(tǒng)，重復步驟a1-a13。

49、進一步，故障注入試驗過程如下：

50、c1)斷開所有主槳模擬負載，此時告警系統(tǒng)輸出“主槳除冰失效”警告燈，檢查與機電管理系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)，應為“主槳除冰失效”；

51、c2)將系統(tǒng)恢復至初始狀態(tài)，啟動旋翼防除冰系統(tǒng)，系統(tǒng)工作正常；

52、c3)斷開一組主槳的模擬負載，此時告警系統(tǒng)輸出“主槳除冰故障”主注意燈，檢查與機電管理系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)，應為“主槳除冰故障”；

53、c4)將系統(tǒng)恢復至初始狀態(tài)，啟動旋翼防除冰系統(tǒng)，系統(tǒng)工作正常；

54、c5)斷開尾槳模擬負載，此時告警系統(tǒng)輸出“尾槳防冰失效”警告燈，檢查與機電管理系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)，應為“尾槳防冰失效”；

55、c6)將系統(tǒng)恢復至初始狀態(tài)，啟動旋翼防除冰系統(tǒng)，系統(tǒng)工作正常；

56、c7)將試驗控制臺上溫度傳感器ⅰ開關置于“斷開位置”，此時告警系統(tǒng)輸出“尾槳溫度傳感器故障”主注意燈，檢查與機電管理系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)，應為“尾槳溫度傳感器故障”；

57、c8)將系統(tǒng)恢復至初始狀態(tài)，啟動旋翼防除冰系統(tǒng)，系統(tǒng)工作正常；

58、c9)將試驗控制臺上溫度傳感器ⅰ開關、溫度傳感器ⅱ開關均置于“斷開”位置，此時告警系統(tǒng)輸出“尾槳溫度傳感器失效”主注意燈，檢查與機電管理系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)，應為“尾槳溫度傳感器失效”；

59、c10)將系統(tǒng)恢復至初始狀態(tài)，啟動旋翼防除冰系統(tǒng)，系統(tǒng)工作正常；

60、c11)將試驗臺上結冰探測器模擬器開關置于“斷開”位置，此時告警系統(tǒng)輸出“結冰探測失效”主注意燈，檢查與機電管理系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)，應為“結冰探測失效”；

61、c12)將系統(tǒng)恢復至初始狀態(tài)，啟動旋翼防除冰系統(tǒng)，系統(tǒng)工作正常；

62、c13)將試驗臺上大氣溫度傳感器模擬器開關置于“斷開”位置，此時告警系統(tǒng)輸出“主槳除冰失效”、“尾槳防冰失效”警告燈，檢查與機電管理系統(tǒng)的通信數(shù)據(jù)，應為“大氣溫度傳感器失效”。

63、綜上所述，本發(fā)明的有益效果如下：

64、本專利在電氣試驗室內首次創(chuàng)新性地建立了旋翼防除冰電控系統(tǒng)的地面驗證技術環(huán)境：

65、a)通過信號模擬器模擬中等結冰氣象條件下的大氣溫度、結冰探測、槳葉內部溫度等傳感器的輸出信號，給旋翼防除冰控制器創(chuàng)造輸入條件。

66、b)通過上位機設置rs-422通訊接口與防除冰控制器實現(xiàn)通訊，同步檢測其通訊功能及其系統(tǒng)的工作狀態(tài)和故障信息。

67、c)通過主、尾槳模擬負載箱模擬6片主槳各5個分區(qū)的用電功率，和5片尾槳各3個分區(qū)的用電功率和各區(qū)工作狀態(tài)指示。

68、d)通過建立旋翼防除冰主、尾槳集流環(huán)組件運轉試驗臺，安裝并使主、尾槳集流環(huán)組件按真實運轉速度運轉。采用大功率多環(huán)路工藝集流環(huán)，將運轉狀態(tài)的主、尾槳電路轉換為地面靜止狀態(tài)，然后與主、尾槳加熱電源模擬負載箱的相連接，從而營造出電控系統(tǒng)與機上接近真實的工作狀態(tài)。

69、通過上述創(chuàng)新點，解決了旋翼防除冰電控系統(tǒng)裝機前的驗證難題，達到了以下目標：驗證系統(tǒng)設計和成品配套的正確性；檢查系統(tǒng)接口關系的正確、協(xié)調性；檢查系統(tǒng)控制邏輯設計的正確、協(xié)調性；檢查系統(tǒng)供電方式的正確性和功率器件的匹配性；考核系統(tǒng)工作性能的可靠穩(wěn)定性；為系統(tǒng)改進或定型提供試驗依據(jù)；奠定后續(xù)機型的旋翼防除冰電控系統(tǒng)地面模擬試驗的基礎。