[发明专利]微型航空涡喷发动机参数检测系统及方法

说明书

本发明公开了微型航空涡喷发动机参数检测系统，包括发动机数据采集模块和发动机数据处理模块，发动机数据采集模块主要采集微型航空涡喷发动机在工作时的数据，并将采集到的数据发送到发动机数据处理模块，发动机数据处理模块对接收到的数据进行处理，将处理得到的参数或参数之间的关系反馈给发动机或终端；其中，参数之间的关系包括发动机燃油流量与燃油泵转速和燃烧室入口处的压力之间的函数关系；得到的参数包括发动机的进气口的空气质量。本发明还提供微型航空涡喷发动机参数检测方法。本发明能够全面和准确获得微型航空涡喷发动机在工作时的参数和相关的特征指数，有效提高了微型航空涡喷发动机的质量和实际运行效果。

技术领域

本发明属于参数检测领域，特别涉及一种微型航空涡喷发动机参数检测系统及方法。

背景技术

微型航空涡喷发动机(MTE,Micro Turbine Engine)是当今先进加工制造技术的一个新兴领域，MTE主要组成部件与传统航空发动机的部件一致，包括：进气道、压气机、燃烧室、涡轮、尾喷管等。MTE因具有尺寸小，质量轻，成本低，结构简单，能量密度高，推重比大等显著优势，备受业界关注，广泛应用于无人机、防空武器靶标、小型巡航导弹、试验飞行器等微小飞行器。因其尺寸小、质量轻的特性，MTE还可作为野战便携式能源，以加油的方式补给能源，与充电相比，更为方便快捷。另外在电力行业，近年来获得高度重视的分布式电源系统也可以MTE为核心。MTE具有广泛的应用前景，各国投入大量的人力、财力用于MTE技术的研究和应用开发。其中，对MTE性能参数进行测量，是微型涡轮发动机开发环节中不可或缺的一环，能够真实展现微型涡轮发动机的实际运行效果，是提高和改进微型涡轮发动机质量的保障。目前，针对微型航空涡喷发动机的参数测量均是独立进行的，而且参数的测量也不够全面，不能很高的体现发动机的实际运行效果，从而不能保障微型涡轮发动机的工作效果和质量。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种不仅能够全面检测MTE性能参数，同时能够分析出参数之间的关系供微型航空涡喷发动机实现自动闭环控制的微型航空涡喷发动机参数检测系统。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供了一种微型航空涡喷发动机参数检测系统，包括发动机数据采集模块和发动机数据处理模块，其中发动机数据采集模块主要采集微型航空涡喷发动机中的参数数据，并将采集到的数据发送到发动机数据处理模块，发动机数据处理模块对接收到的数据进行处理，将处理得到的参数或参数之间的关系反馈给微型航空涡喷发动机或终端；其中，参数之间的关系包括微型航空涡喷发动机燃油流量与燃油泵转速和发动机的燃油入口处的压力之间的函数关系；处理得到的参数包括微型航空涡喷发动机的进气口的空气质量。

其中，发动机数据采集模块包括支撑台、发动机支撑架、进气道延长管和多个传感器，其中，发动机支撑架通过可移动装置设置在支撑台上，进气道延长管与待检测的微型航空涡喷发动机的进气口连接，进气道延长管设置在支撑台上，多个传感器分别设置在微型航空涡喷发动机和发动机支撑架上，用于采集微型航空涡喷发动机工作时的数据。

进一步，进气道延长管的入口端为喇叭口式进气口，进气道延长管入口端的直径为发动机进气管直径的2～3倍；进气道延长管出口端与待检测的微型航空涡喷发动机的进气口的大小相适应。这样能够让气流光滑、平顺的进入，不引起气流分离。

进一步，发动机数据处理模块处理得到微型航空涡喷发动机燃油流量与燃油泵转速和发动机的燃油入口处的压力之间的函数关系的方法为：仅采用燃油给微型航空涡喷发动机供油使发动机工作，将燃油泵的转速固定后，测量在发动机的燃油入口处不同的压力值的情况下，燃油流量的值；改变燃油泵的转速，重复测量在发动机的燃油入口处不同的压力值的情况下，燃油流量的值；根据多组测量值将燃油流量拟合为关于燃油泵转速和发动机的燃油入口处压力的函数。这样得到的控制关系能够准确的对燃油量进行控制。

进一步，燃油流量采用齿轮流量计进行测量。齿轮流量计测量介质需为润滑性，测量粘度可达10KPa·S，测量精度高，这样测量的结果更准确。