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机载设备测试安全研究

文档作者：党一闻文档来源：中航飞机西安飞机分公司陕西		点击数：	更新时间： 2021年07月13日
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A—cadem ic
学术
于电机是属于簧下质量，所以并未加上载荷。
以R=2Omm的圆形截面，采用Beam188单元，
单元边长为50mm，对线框单元进行划分网格。
2．2计算结果及分析
经过ANSYS的计算求解，得到杆件轴力图、
杆件扭矩图、绕Y轴弯矩图，绕Z轴弯矩图。
由分析可知，车身框架所受最大轴向压力
为9030N，受最大轴向拉力为7358N。因为乘客
载荷是直接加载在座椅支架上，所以车身左侧
支架上的轴力响应要比底盘的响应要明显，但
9030N的轴力是铝型材可以接受的范围之内。
车身框架所受最大扭矩为666081N·mm，也就是
666．081N·m。在本次分析，整个框架皆是用同
一种截面的杆件来搭建，而承受扭矩最大的地
方， 实际上是在底盘大梁附近， 因此实际情况
可能优于本次分析的情况。
具体到车身框架，在受到绕Y轴弯矩最大
的地方， 即车身地板上绕杆件端点水平转轴转
动的杆件，杆件所受最大绕Y轴弯矩为146000N
·nlm， 也就是146N·m。由图lO可知，车身框
架所受最大绕z轴弯矩最大的地方， 即车身立
柱绕立柱端点水平转轴转动的杆件，杆件受到
的最大弯矩为495576N·him，也就是495．576N·rn。
3．结论
由于本次分析对该中巴的结构进行了较大
幅度的简化， 而且载荷加载相对于该中巴的实
际情况来说，过于集中于几个关键节点， 因此
分析结果会与实际情况有所出入，但对于该中
巴框架的载荷分布大致情况，可以有较为直观
的了解。
在本次分析，整个框架皆是用同一种截面
的杆件来搭建， 而承受扭矩最大的地方， 实际
上是在底盘大梁附近，因此实际情况可能优于
本次分析的情况。具体差别有待后续对车身框
机载设备测试安全研究
710089中航飞机西安飞机分公司陕西西安一党一闻
架进行更加详细的分析比较。
车身框架所受最大绕Z轴弯矩最大的地方
在车身立柱与副车架连接的部位，因此在该部
位的连接需要做特别的加强处理， 以确保该位
置足以承受端点的侧向弯矩。
参考文献：
[1]周中坚，卢耀祖．机械与汽车结构的有
限元分析[M]．上海：同济大学出版社，1997．
[2]尹衍丽．三轴测试转台结构的静动态特
性分析及实验研宄[D]．哈尔滨：哈尔滨工业大
学，2000．
[3]高卫民，王宏雁．汽车结构分析有限元
法[J]．汽车研究与开发，2000(6)：30 62．
作者简介：
单清云(1988一)， 男， 山东潍坊人，
学历： 本科， 主要研究方向： 电动汽车。
摘要：
基于机载设备测试时的损坏案例，进行损坏原理分析研究，对机载设备测试设备的设计制造提出要求，使得测试过程不会造成或尽量减少
对机载设备的损害。
引言
飞机机载设备在装机或出厂前， 为了验证
其是否满足设计要求会进行测试检查。用于机
载设备检测的设备， 要求能够测试机载设备的
主要参数，并在测试过程中不会对产品的性能、
功能造成损害。测试设备的制造需要考虑到很
多 素，包括供电、通信、软件、计算机硬件、
材料、总体等多方面。任何一方面考虑不周可
能就不能实现机载设备的全部参数测试，甚至
会损坏被测产品
产品的自身特点、测试设备防错是影响机
载设备测试安全的两个主要因素， 在设计和制
造机载设备的测试设备时，需立足机载设备的
自身特点，使用最科学的测试方法保证测试安
全，此外，测试设备的防错也是很重要的一方面，
设备的自动停机、插头的防差错等都是必须考
虑的方面。
1．产品自身特点
1．1测试产生的疲劳
机载设备及其内部组件都有使用寿命，测
试过程和装机使用时， 机载设备工作，使用寿
命在不断缩短，须通过科学的设计测试设备使
得机载设备及其内部组件的工作次数尽量减少，
但并不影响测试内容的完整性。
l54 Machine China中国机械
1．2过压、过载、温度过高
供电、供压、供油等机载设备为飞机提供
电力、压力。该类机载设备在测试过程中经常
会出现过载、过压等现象，此时应有即时的卸载、
卸压的装置，否则可能会对机载设备造成损害。
某型液压驱动泵测试设备的建造，充分体
现了过压保护的特点。液压驱动泵为飞机的液
压油提供压力，对其进行测试，需要建立油循
环系统。测试时， 液压驱动泵运转带动液压油
在循环系统中流动，在循环管路中的不同部位
设置压力、流量测试装置获得液压泵的输出压
力和流量。设置超压溢流阀，当增压阀门出现
故障或异常使管路内的压力超过极限时会自动
打开溢流阀，降低管路内的液体压力。
上述液压驱动泵测试设备， 同样也使
用到了超温保护的技术， 液压驱动泵需要在
45℃ ±5℃范围内工作，温度过低或者过高都可
能损害液压驱动泵，油循环系统需要温度调节
装置控制油温在45℃ ±5℃ 的范围内。在该测
试设备中，使用了加温器、冷却风扇、温度传
感器、电子控制器组成的系统解决了温度保持
的问题， 温度传感器在管路中将液压油温度转
变为电信号给电子控制器， 电子控制器根据需
求控制加热器和冷却系统的起动与关闭， 将温
度控制在45℃ ±5℃的范围内，其控制原理如
图1。
信号线 一 一
。电子器控 制I
图1 温度控制系统闭环图
上述测试设备的压力和温度保护系统，设
计合理，为被测机载设备提供了安全的工作环
境，该类测试设备如燃油泵、电动机构、发电
机的测试需充分考虑到压力、温度、负载等方
面的极限要求，保证机载设备的测试安全。
1．3产品的特殊要求
部分机载设备由于其工作原理的特殊性，
在测试过程中及测试后，都要求一定的电气连
接关系或禁止某些操作。这就要求测试设备有
提醒和自动禁止操作的功能。
陀螺类机载产品， 由于其具有稳定性， 可
以为飞机提供姿态、速度、航向等飞行指标。
该类产品在测试时， 容易受温度和外部震动的
影响而损坏。惯导(INS)为陀螺类精密产品，
工作过程中会发热，如果不能将热量导出， 惯
导内部的陀螺组件由于加工比较精密，其测量
数据会出现误差增大的现象， 严重的可能将陀
螺组件或内部电路板烧损，因此，测试设备必
须具备风冷组件， 实时给惯导降温。陀螺类产
品在起动或断电后会有一段时间工作不稳定，
在该段时间内如有外部震动， 极易将陀螺轴打
弯，损坏成品，所以，在测试设备的面板或显
示界面，要有警示文字“禁止在起动或断电时，
移动陀螺成品”， 此外，为了安全，在试验时
必须将陀螺机载设备固定， 以防止意外跌落或
被移动。
无线电、雷达收发机为大功率机载设备，
加电工作后， 将内部电磁信号通过天线传送至
空间中，实现信息的传递。该类机载设备工作
后，将产生大功率的电磁信号。在实验室通过
测试设备检测收发机时，如收发机不加负载，
收发机产生的大功率电磁信号将不能发送，使
收发机内温度迅速升高，烧毁机载设备，并对
试验人员身体造成伤害。为了防止此类事故发
生，测试设备须有相应的保护功能，例如在测
试程序中，增加检测功能，当检测到未加载时，
将自动控制不允许给机载设备加电，或者在测
试界面中有醒目的提示文字，防止忘记加载的
情况发生。
每一类机载设备都有其特殊性，测试设各
必须根据机载设备的特殊安全要求，制定防止
机载设备在测试过程中损坏的方案。
2．测试设备防错
2．1防止瞬间大电流情况的发生
任何一种特设机载成品都有其工作的电压
或电流范围， 当测试设备内部出现断路或者供
电电源出现故障时， 易出现大电流或大电压的
状况，如不采取措施将会对被测成品造成损害。
因此有必要在制造测试设备时， 考虑到预防大
电流或大电压烧损被测试成品的因素。
2．2连接插头的防差错功能
航空电子产品特别是计算机类机载设备要
处理的信号是很多的，其外部接口可能不止一
个， 目前机载设备插头的防差错功能已经被严
格要求，但测试设备上的连接却没有明确规定，
存在测试人员将测试设备插头插错的风险，测
试设备各插头的接口要有所区别， 非某插头对
应的电缆不能连接到该插头上。
2．3紧急停机功能
Academ ic
学术
对于大功率的电机类测试设备或比较危险
的测试设备，在工作过程中易发生转速失控、
伤及工作人员等情况， 为了在紧急时刻能迅速
使测试设备停止运转， 保护被测试机载设备和
人身的安全，须在测试设备上设置紧急停车开
关。或在测试设备中设置自动保护程序， 当检
测到测试设备有异常时， 能自动报警， 并控制
测试设备停车。
3．结束语
为了验证机载设备性能和功能的正常，须
进行机载设备的地面测试，但为了被测机载设
备的测试安全，必须在其测试设备的设计和制
造过程中考虑到对被测机载设备的保护因素。
本文从机载设备和测试设备两方面研究了影响
测试安全的因素，希望能对测试设备的制造有
所帮助。
参考文献：
[1]吴金宏．如何提高继电器的使用寿命
[J]．仪器与未来，1993(11)：19．
[2]徐志峰．浅谈电气设备的用电安全要
求及措施[J]．中国科技博览，2014(02)：
283．
真空泵性能下降原因分析及改造方案
探索
226246江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司江苏启东一姜海生
摘要
凝汽器真空的高低直接影响机组的经济性。以600MW 机组为例，每提高lkpa真空能5晕f氐2．5g／kwh供电煤耗，节能降耗效果明显。
厂多次发生因凝汽器真空泵性能下降造成机组真空降低异常，引起真空泵性能下降的主要原因是真空泵工作液温度升高，真空泵汽蚀所致。
对此状况，笔者认真分析，提出两种整改方案，分析优劣，希望能给有相似运行方式的真空泵系统予以帮助。
前言
凝汽器抽真空系统是将凝汽器空气区内非
凝结气体抽出，保证汽轮机在良好的真空状态
下运行。该厂凝汽器汽侧抽真空系统设置三套
50％容量的水环式真空泵，并联布置，正常运行
时， 二套真空泵运行，分别对高、低压凝汽器
抽真空， 另外一套作为备用，三台真空泵之间
设置联络门， 运行方式灵活。在机组启动时，
三台真空泵可一起投入运行， 能更快地建立起
所需要的真空度，从而缩短机组启动时间。机
组投运至今， 多次发生因凝汽器真空泵性能下
降造成机组真空降低异常，本文将从真空泵原
理、真空系统流程、真空系统异常及分析、真
空系统整改建议四方面入手分析。
1．水环式真空泵
水环式真空泵作为一种性能优越的新型凝
汽器抽真空设备，它具有使用安全、操作简单、
运行经济、工作可靠、动静部分接触面积小、
无需油润滑、运行噪音小、结构紧凑等特点。
它的主要部件是叶轮和壳体。叶轮由叶片
和轮毅构成，叶片有径向平板式，也有向前(向
叶轮旋转方向)弯式。壳体由若干零件组成，
不同型式的水环泵，壳体的具体结构可能不同，
却有着共同的特点，那就是在壳体内部形成一
个圆柱体空间，叶轮偏心地装在这个空间内，
同时在壳体的适当位置上开设吸气口和排气口。
吸气口和排气口开设在叶轮侧面壳体的气体分
配器上，轴向吸气和排气。
2．水环式真空泵系统流程
水环式真空泵泵组是由水环式真空泵低速
某
针
电动机、汽水分离器、工作水冷却器、气动控
制系统、高低水位调节器、泵组内部有关连接
管道、阀门及电气控制设备等组成。
3．真空系统异常及分析
3．1真空泵性能分析
该厂采用佛山水泵厂生产的改进型2BW4
353一OEK4水环式真空泵，工作转速590r／min，
冷却液供液量4-13m3／h，配置额定功率160KW
电机，额定电流328A。
通过该泵特性曲线，我们可以得出以下结
论： 随着吸入真空度的增加， 真空泵的轴功率
增加。所谓的吸入真空度是指泵入口处绝对压
力。根据真空度概念，其大小等于大气压Pa与
测点处压力P之和(imbar=lOOpa)。 在绝对压
力相同的情况下， 随着工作液温度升高， 真空
中国机械Machine China 235

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