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Air Cycle Machine-ACM空气循环机--知识经验分享 概述 Air Cycle Machine-缩写ACM，简称空气循环机，是飞机空调系统中非常重要的制冷组件。 ACM是我目前认为的一个比较神奇的组件，我们平时的制冷，大概率是要通过制冷剂，通过压缩机组实现压缩，利用制冷剂的吸热放热原理然后在做二次热交换实现空气温度的调节； 但ACM的制冷原理完全不一样，它是一种能力的转换，将热能转换为动能，所以ACM的转速很高，动不动就是40000RPM，它和涡流管的制冷原理很像，见以前的帖子： 神奇的涡流管，进一步分析ACM: air cycle machine 的制冷原理结构： 从结构上看，ACM分为两部分，压缩机组部分和涡轮制冷部分，（风扇部分属于另有它用，附带组件）压缩部分使得整个涡轮可以高速旋转，然后使空气沿切线方向进入，冷热空气分离，高速旋转下，使得分离效率会更高，这些都是非官方的解释，只是我个人的推测 。 见ACM的结构图：测试要点： 1.ACM的压缩入口提供指定压力和温度的气体，入口压力是必须满足，否则转速达不到，入口温度，尽量按照要求提供，有的单位是通过压差来等效计算的，这样可以规避高温气体的加热和安全问题，但并不推荐，否则ACM出口温度会更低，是否对测试件有伤害需要进一步评估，当然，如果CMM手册允许，当我没说。 2.经过压缩，出口的温度和压力会进一步提高，按照要求，选择合适的二次降温器，飞机是通过引进冲压空气做二次降温的，工业设计建议选择换热效率较高，面积交大的翅片式换热器。 3.经过涡轮制冷，涡轮出口温度往往都是零下几度或者十几度，此时需要注意出口的压力要求基本接近于大气压，排气管的设计要合理，不能产生过高的负载或背压。 4.ACM的转速测量，可以采用转速传感器，也可以直接通过跳动探头来计算捕获，更推荐后一种。 5.振动轴的测量和跳动，推荐选择申克的产品： Brüel & Kjær Vibro-申克产品,旋转轴的跳动或振动测量，权威。 6.阀门控制压力，进而控制ACM的转速或其他参数，比较关键，如果对阀门的选型不了解，可以找我咨询。测试原理图隐藏内容，请前往内页查看详情其中：M 轴的跳动测量P 压力测量T 温度测量RPM 转速测量，转/分试验台外形参考图{callout color="##baa7d9"}ACM TEST STAND{/callout}隐藏内容，请前往内页查看详情 -
air turbine engine starter -ATS 空气启动机--知识经验分享 概述： air turbine engine starter -简称ATS 翻译为空气启动机，用来启动飞机大发动机旋转的作用。 发动机从静态到动态加速旋转，前期是需要很大的扭矩驱动的，ATS就可以起到很好的辅助旋转作用，利用压缩空气驱动，我们可以把它理解为一个气马达，当转速达到6000-10000rpm时，ATS脱开，完成了它的任务。测试结构和原理隐藏内容，请前往内页查看详情要点描述： 1.本测试核心点主要是高速旋转-大扭矩传递的机械设计 2.需要检测和关注整个旋转台的振动和噪声问题 3.关于惯量的等效代替：国外厂家新设备已经开始采用电机加载的思路来实施，这样当然有很多好处，避免了惯量盘结构带来的发热、振动、噪声、安全等系列问题，但对于国内维修厂家，存在适航取证的问题，用电机来模拟惯量加载，属于等效认证，使用企业根据自身情况平衡选择。 4.如果仍然坚持采用惯量盘，请设计保护罩，安全是第一位。 5.有厂家也会采用增加齿轮减速箱来降低一些列的技术难度和安全风险。但和电机加载同理，也属于等效认证的问题，使用单位需要自行评估。试验台参考外形图{callout color="##baa7d9"}ATS TEST STAND{/callout}隐藏内容，请前往内页查看详情
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Fuel Nozzle/Fuel Manifold Adapter 燃油喷嘴--知识经验分享 概述Fuel Nozzle,Fuel Manifold Adapter,燃油喷嘴,发动机点火喷射燃油接口。结构及作用：通过燃油和空气的比例混合，经过喷嘴使燃油尽可能的雾化，并且雾化形状成喷射圆锥体，圆锥体的剖面角度称之为喷射角度测试要点：1.测试方法请参考 MHT3021-2011 民航喷嘴测试标准 ,里面有详细的描述。我这里只是做个补充。2.空气盒子的设计，需要考虑空气的整流措施，使空气的流动均匀稳定，形成层流状。3.喷嘴的周向分布和径向分布主要是为了测试喷嘴的喷射均匀性，不属于必测项，各单位根据自己的情况来选择，比如，维修型的机构，可以不做，只管压力、流量、角度。但研发型的机构就需要关注均匀性的问题。4.喷嘴测试角度和工装设计，可以参考下图：5.喷嘴测试的流量是个核心指标。一般都会要求质量流量单位，所以，尽量采用质量流量计，不宜采用体积流量来换算，理论上，当温度变化很小的时候，密度的变化几乎可以忽略，应该计算结果是非常接近真实值的，我没对比过，但既然有质量流量计，就不要选择体积流量计，可能是两种流量计的测量原理或结构，质量应该会更准确一些，具体有兴趣的同学，有机会可以对比一下。6.喷嘴的密封测试，尽量不要采用燃油泵直接供应，除非压力较低（小于3MPa），否则对燃油泵真的是个考验，有更合适的选择：比如气液增压泵，比如手动泵。7.燃油系统对泵的要求比较苛刻，后期我打算专门做一期高压燃油泵的文章。由于燃油的低粘度，低润滑性导致普通泵很快就会被磨损坏。8.喷嘴的角度测量，标准中提到的是顶针法，但顶针的测量界限，人为主观判断性太宽，并且喷射角的边缘是区域，不是一根线。所以给测量带来了很大的误差性，可以的话，建议采用图片分析法要优于顶针测量法。燃油喷嘴测试液压原理图隐藏内容，请前往内页查看详情其中注意测量仪表的精度较高。PPH 磅/小时试验台参考外形图{callout color="##baa7d9"}Fuel Nozzle test stand {/callout}隐藏内容，请前往内页查看详情
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Fuel Control Assembly 燃调--知识经验分享 概述： Fuel Control Assembly ，燃油控制器，又名燃油调节器，国内同行简称燃调。作用： 燃调是飞机发动机的核心部件，主要用来控制给燃烧室喷嘴的喷油量的大小，换句话说，飞机的飞行速度状态就是由它控制着。结构: 燃调内部包含了燃油泵，油滤，伺服阀，开关阀，参数检测反馈单元（传感器），所以，它是一个液压元件的集成组件，一般依靠发动机减速后直接驱动。测试要点： 1.飞机上的燃调的控制指令是依靠ECB/ECU进行控制的，我们要在地面测试燃调，就需要有控制和驱动伺服阀和电磁阀的控制器或电源。 2.燃调的航插是有反馈信号的，往往这些反馈信号不是我们常用的模拟量，而是类似的原始的LVDT的信号，这些信号需要特殊的采集器或板卡才能读取到，并把它换算为最终的反馈值，行程或角度值。 3.燃调同样存在拖动系统：拖动系统我不再过多的描述，参考： Lube & Scavenge Pump滑油泵的测试方法及要点 4.喷嘴负载模拟 为了能模拟燃调的真实工作状态，特意来制作可以代替喷嘴工作的负载模拟，当然，你也可以用燃调真实对接的喷嘴来做测试，只是，喷嘴喷射出燃油为雾化状态，不利于燃油回收，设计负载模拟器时，要参考喷嘴压力-流量曲线图，毕竟，一般喷嘴分为主副油路的工作状态，会存在一个明显的流量拐点。 5.燃油供油系统 由于燃调自带燃油泵，所以，供油压力不宜过高，一般都会要求不超过25psi,当压力超过50psi，就会存在损坏测试件的风险，我一般喜欢采用增压泵的方式进行供油。油箱增压供油也可以，具体要看燃调的回油压力来做决定。试验台参考外形图{callout color="##baa7d9"} FCU test stand {/callout}隐藏内容，请前往内页查看详情
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Lube & Scavenge Pump滑油泵--知识经验分享 概述 Lube & Scavenge Pump滑油泵，在飞机上主要起润滑系统的动力作用，所以通常是低压工作状态，由于润滑点较多，所以，多联泵居多。 飞机的很多泵，都是由发动机减速后，直接拖动，常规转速范围会在3000-12000rpm，所以拖动滑油泵旋转的转速也基本都属于高速旋转状态了。 又因为要润滑，润滑油除了起到基本的润滑作用以外，还有一个重要作用，就是带走机械摩擦导致的热量，油温一般来说，都还是比较高的，整个滑油系统的温度基本都是在60-100℃。综上所述，滑油泵的测试要点，整理如下。要点描述：拖动系统： 顾名思义，就是拖动滑油泵高速旋转的组件，模拟飞机的发动机减速后的拖动旋转轴，属于高速旋转主动件。 建议优先采用伺服高速电机直接拖动，这样拖动系统结构最简单，结构越简单的东西，故障率就会越低，准确来说，这是将高速旋转的技术要求和风险全部转移到电机制造商，就整个项目来说，这样安排最合理，但通常来说，高速伺服电机是有转速上限的，并且价格确实较高。 当电机直接拖动的转速无法到达拖动要求时，那就可以通过设计齿轮增速箱，通过增速比来实现，齿轮增速箱的增加，就会大大降低对主动电机的要求，电机可以选择高速伺服电机，低速伺服电机，变频电机，结构上，齿轮增速箱的增加会显得拖动系统不再那么简单，齿轮增速箱会同步带来噪声、振动、尺寸、润滑、冷却等相关问题。液压系统 高转速的旋转，会导致泵的入口压力快速下降，低于大气压，当泵的入口变为负压时，泵的容积效率就会变得非常低，所以，技术要求，一般对泵的入口压力时做了要求的，一般都会在12psia-30psia(绝对大气压) 这就会涉及到入口增压装置。 入口增压有两种选择： 1）通过增压泵进行增压。优点：尺寸小，高压增压更有优势。缺点：存在压力波动问题，并且，低压的控制上需要搭配阀门的调节，就会导致增压系统变得较复杂。 2）通过增压气液油箱增压。优点：由于气体压力控制很稳定，所以，增压压力会很稳定，增压结构简单。缺点：这样的设计会导致油箱变为压力容器，存在压力容器取证认证的问题；其次就是，由于泵的回油都要回到油箱中，这会导致泵的出口压力额外增加增压压力的值。虽然泵的出口压力一般来说，都可以忽略增压压力，但有的泵，就必须重视整个问题，我曾经做过得一个项目，出口压力只有30psig（相对压力），通过油箱增压都接近20psig了，只有10psig的余量，加上管路的压损，一不小心就会超过30psig，导致出口压力降不下来。最终又要通过辅助泵在出口压力管路上进行辅助抽取，这样就会显得系统连带复杂繁琐。滑油泵的出口压力建立出口压力一般会通过节流阀进行建立压力，当然也可以采用溢流阀，具体看压力负载范围。其他搭载对应的测量仪表：压力、压差、流量、温度、转速。就构成了滑油泵的测试系统了。最后给出一张滑油泵的液压系统原理图，同类参考或修改。测试液压系统原理图隐藏内容，请前往内页查看详情其中：N: 氮气瓶 （增压油箱）1-7：节流阀M：伺服拖动电机P：压力传感器DP：压差传感器DF：流量传感器试验台参考外形图最后给出测试设备成品参考外形图，其实准确来说，外形图想怎样设计都可以制作，最核心的还是测试原理的合理性。{callout color="##baa7d9"} Lube & Scavenge Pump Test Stand{/callout}隐藏内容，请前往内页查看详情
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