[發明專利]微型航空渦噴發動機參數檢測系統及方法

在審

• 申請號: 202110361357.2
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113074949A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 付宇;于軍力;王炫;相鐵武
• 申請（專利權）人: 南京賽恩通航科技有限公司
• 主分類號: G01M15/14
• 分類號: G01M15/14
• 代理公司: 南京行高知識產權代理有限公司 32404
• 代理人: 王培松;王菊花

本發明公開了微型航空渦噴發動機參數檢測系統，包括發動機數據采集模塊和發動機數據處理模塊，發動機數據采集模塊主要采集微型航空渦噴發動機在工作時的數據，并將采集到的數據發送到發動機數據處理模塊，發動機數據處理模塊對接收到的數據進行處理，將處理得到的參數或參數之間的關系反饋給發動機或終端；其中，參數之間的關系包括發動機燃油流量與燃油泵轉速和燃燒室入口處的壓力之間的函數關系；得到的參數包括發動機的進氣口的空氣質量。本發明還提供微型航空渦噴發動機參數檢測方法。本發明能夠全面和準確獲得微型航空渦噴發動機在工作時的參數和相關的特征指數，有效提高了微型航空渦噴發動機的質量和實際運行效果。

技術領域

本發明屬于參數檢測領域，特別涉及一種微型航空渦噴發動機參數檢測系統及方法。

背景技術

微型航空渦噴發動機(MTE,Micro Turbine Engine)是當今先進加工制造技術的一個新興領域，MTE主要組成部件與傳統航空發動機的部件一致，包括：進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪、尾噴管等。MTE因具有尺寸小，質量輕，成本低，結構簡單，能量密度高，推重比大等顯著優勢，備受業界關注，廣泛應用于無人機、防空武器靶標、小型巡航導彈、試驗飛行器等微小飛行器。因其尺寸小、質量輕的特性，MTE還可作為野戰便攜式能源，以加油的方式補給能源，與充電相比，更為方便快捷。另外在電力行業，近年來獲得高度重視的分布式電源系統也可以MTE為核心。MTE具有廣泛的應用前景，各國投入大量的人力、財力用于MTE技術的研究和應用開發。其中，對MTE性能參數進行測量，是微型渦輪發動機開發環節中不可或缺的一環，能夠真實展現微型渦輪發動機的實際運行效果，是提高和改進微型渦輪發動機質量的保障。目前，針對微型航空渦噴發動機的參數測量均是獨立進行的，而且參數的測量也不夠全面，不能很高的體現發動機的實際運行效果，從而不能保障微型渦輪發動機的工作效果和質量。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術存在的問題，提出了一種不僅能夠全面檢測MTE性能參數，同時能夠分析出參數之間的關系供微型航空渦噴發動機實現自動閉環控制的微型航空渦噴發動機參數檢測系統。

技術方案：為實現上述目的，本發明提供了一種微型航空渦噴發動機參數檢測系統，包括發動機數據采集模塊和發動機數據處理模塊，其中發動機數據采集模塊主要采集微型航空渦噴發動機中的參數數據，并將采集到的數據發送到發動機數據處理模塊，發動機數據處理模塊對接收到的數據進行處理，將處理得到的參數或參數之間的關系反饋給微型航空渦噴發動機或終端；其中，參數之間的關系包括微型航空渦噴發動機燃油流量與燃油泵轉速和發動機的燃油入口處的壓力之間的函數關系；處理得到的參數包括微型航空渦噴發動機的進氣口的空氣質量。

其中，發動機數據采集模塊包括支撐臺、發動機支撐架、進氣道延長管和多個傳感器，其中，發動機支撐架通過可移動裝置設置在支撐臺上，進氣道延長管與待檢測的微型航空渦噴發動機的進氣口連接，進氣道延長管設置在支撐臺上，多個傳感器分別設置在微型航空渦噴發動機和發動機支撐架上，用于采集微型航空渦噴發動機工作時的數據。

進一步，進氣道延長管的入口端為喇叭口式進氣口，進氣道延長管入口端的直徑為發動機進氣管直徑的2～3倍；進氣道延長管出口端與待檢測的微型航空渦噴發動機的進氣口的大小相適應。這樣能夠讓氣流光滑、平順的進入，不引起氣流分離。

進一步，發動機數據處理模塊處理得到微型航空渦噴發動機燃油流量與燃油泵轉速和發動機的燃油入口處的壓力之間的函數關系的方法為：僅采用燃油給微型航空渦噴發動機供油使發動機工作，將燃油泵的轉速固定后，測量在發動機的燃油入口處不同的壓力值的情況下，燃油流量的值；改變燃油泵的轉速，重復測量在發動機的燃油入口處不同的壓力值的情況下，燃油流量的值；根據多組測量值將燃油流量擬合為關于燃油泵轉速和發動機的燃油入口處壓力的函數。這樣得到的控制關系能夠準確的對燃油量進行控制。

進一步，燃油流量采用齒輪流量計進行測量。齒輪流量計測量介質需為潤滑性，測量粘度可達10KPa·S，測量精度高，這樣測量的結果更準確。