基于Bently3500 的风洞压缩机轴系监测系统

为准确监测0.6 m连续式跨声速风洞压缩机轴系的径向振动、轴向位移和键相位信号,设计基于Bently3500的轴系监测系统.采用Bently3500机械保护系统进行硬件配置和参数组态,通过PLC下位程序和上位机HMI设计,建立一套连续的在线轴系检测系统,并成功应用于压缩机运行和风洞调试.结果表明:系统能准确反映压缩机轴系的实时运行状态,实现轴系关键运行参数的连续采集、在线监测和逻辑报警,为压缩机的安全运行保护提供依据.     

连续式跨声速风洞动力系统运行安全研究

为提高连续式跨声速风洞动力系统的运行安全性,结合0.6 m×0.6 m连续式跨声速风洞的建设、调试和运行实践,分析风洞闭口回流布局对气流温升和管网阻力的影响,研究轴流压缩机在风洞应用中的轴系、运行工况和马赫数控制的安全特性,对关键性能进行了测试研究。研究结果表明：换热器性能满足压缩机运行和风洞总温需求;得到了压缩机轴系运行参数报警阈值和防喘振曲线设置的依据,测试出了扭转振动临界转速。压缩机防喘振曲线统一采用100 kPa总压下的流量和压力比,风洞马赫数可采用压缩机转速和中心体位置闭环组合控制。     

基于实时以太网的某连续式风洞安全联锁系统

针对连续式风洞设备运行时间长、系统构成复杂和安全性要求高的特点,建立一种基于实时以太网的某连续式风洞安全联锁系统。采用 ProfiNet 实时以太网为网络平台,建立安全联锁系统结构,通过软、硬件相互冗余的联锁功能设计实现连续式风洞信号监测和安全联锁控制功能。采用环网技术提高网络传输的可靠性,采用分层多级联锁技术使得数据传输更加完备,有效提高风洞的运行效率。分析结果表明：该系统结构简单、稳定性强,完全满足该连续式风洞的安全运行监控功能。     

连续式跨声速风洞中压缩机一体化设计

为满足连续式跨声速风洞对主回路驱动压缩机运行范围宽广、气动性能优良、转速控制精度高、密封严密、喘振预防安全可靠的特殊要求,开展0.6 m连续式风洞驱动压缩机针对性设计,并进行机械运转试验、气密性试验、转速控制精度测试试验、热力性能试验、喘振预防试验验证。根据一体化设计理念,对压缩机进气室、排气室分别与风洞第1拐角段和第2拐角段整体设计,使结构紧凑、流动均匀、压力损失降低;采用充气密封和设置放空腔等设计,有效防止了润滑油泄漏到风洞内流道以及风洞内部试验气体向洞体外泄漏和风洞外部的湿空气进入风洞内部;基于主从控制模式和矢量控制技术,成功实现了两台电机的双端同步拖动。试验结果表明：0.6 m连续式风洞驱动压缩机设计合理,气动性能优良,运行平稳,密封效果良好;压缩机转速控制精度优于0.03%,防喘振控制安全可靠。     

大型超声速风洞正激波位置实时监测系统研制

针对超声速风洞在试验过程中正激波可能回退到试验段,对试验安全和试验数据质量造成重大影响的问题,研制了一套正激波位置实时监测系统.设计了基于以太网的数据采集系统,介绍了软件功能和特点,并给出了风洞试验结果.试验结果表明:该系统运行稳定、可靠,为保证试验安全和数据质量提供了一种新的监测手段,同时对优化风洞运行参数以及确定各马赫数堵塞度要求等方面都有重要作用.     

2.4m跨声速风洞涡轮动力模拟器安全监控系统

2.4m跨声速风洞涡轮动力模拟器安全监控系统,由系统板卡自检、通道校准、系统监控、数据分析及传感器系数数据库模块组成.其在安全联锁设计包括转速信号处理、加速度信号处理、过载保护、转换三通球阀等.应用结果表明,该系统满足跨声速风洞涡轮动力模拟器试验设备对安全监控系统的技术要求.     

某高超声速风洞攻角机构控制系统

为解决某高超声速风洞攻角机构存在的传动结构复杂、负载大和精度要求高等问题,设计了以EtherCAT为总线的控制系统方案。根据攻角机构的控制系统需求,选用BECKHOFF产品构建攻角机构机电液一体化的控制系统架构,分别采用TwinCAT和C#语言开发控制系统下位机PLC和上位机HMI软件,采用ADS通信协议实现HMI与PLC程序的通讯,并用OPC UA通信协议实现攻角机构运行数据与风洞运行系统的数据交互。结果表明：该系统满足攻角机构控制需求,能够解决攻角机构的信息孤岛问题,提高风洞系统的信息化和智能化水平。     

基于 EtherCAT 的柔壁喷管型面监测系统

为提升风洞柔壁喷管型面监测系统运行的安全性,设计一套柔壁喷管型面监测系统.结合柔壁喷管的实际特点,利用旋转编码器和行程开关实现柔壁型面位置监测,运用油压和直线位移传感器实现液压运行过程监测,搭建基于EtherCAT技术的环网,通过总线技术实现分布式采集和集中式数据处理,给出人机监测画面和实用的故障诊断方法.运行结果表明:该系统能实时有效监测柔壁喷管型面,提升柔壁喷管使用过程中的安全性.     

2 m超声速风洞冲击载荷抑制方法研究

为解决暂冲式超声速风洞在启动与关车过程中因冲击载荷过大而影响系统安全的问题,提出一种2m超声速风洞冲击载荷的抑制方法。介绍了暂冲式风洞下吹式运行方法的控制原理,分析了暂冲式超声速风洞产生冲击载荷的原因,并在暂冲式超声速风洞下吹式运行方法的基础上,提出了一种全新的引射启动/关车的运行方法,将其应用到2 m超声速风洞AGARD-B标模试验中。应用结果表明：该方法能大大降低模型的冲击载荷,保证了模型、天平及风洞系统的安全。     

某跨超声速风洞运行监测及故障诊断系统

为满足某跨超声速风洞的试验效率和安全可靠运行要求,对风洞运行监测及故障诊断技术进行研究。系 统硬件采用分级结构采集运行状态参数,软件系统分析采集数据,实现在线监测、报警预警、故障诊断的功能,并 分析对报警预警策略设置及故障诊断的关键技术。实际应用结果表明：该系统可长期、可靠、有效地运行,具有一 定的实用参考价值。     

滚转机构在0.6m跨超声速风洞中的应用研究

为了实现0.6 m跨超声速风洞试验过程中模型可连续变滚转角,提升0.6 m量级风洞的试验效率和试验范围,研制了一种滚转机构。介绍了该滚转机构、中空内置力矩电机以及控制系统软硬件的设计,对涉及到的关键技术问题进行了分析和总结,给出了结论并进行了风洞试验验证。试验结果表明:分别采用滚转机构与常规测力中部支架作为模型的支撑机构时,试验数据重复性好;滚转机构控制精度高(滚转角≤±3');载荷、工程性、可靠性均满足风洞试验要求。     

某航空声学风洞控制系统

为降低飞行器、地面交通工具等的噪声,设计一种航空声学风洞控制系统。介绍风洞控制系统各部分功 能,根据声学风洞控制系统的特点,对其技术难题进行分析,通过调节风扇电机的转速来实现试验段速压的闭环控 制,对风洞模型支撑机构进行设计,根据试验配置内容选取控制流程完成风洞运行控制任务,并开展相关性能指标 测试。调试结果表明：该系统运行稳定可靠,各项控制性能均达到或优于技术指标要求。     

某超声速风洞控制系统安全策略优化研究

针对某超声速风洞试验运行中面临的主调压阀位移传感器故障导致阀门失控、试验段正激波回退以及不同马赫数的总压超压保护功能不足等安全隐患,提出了主调压阀智能判定规则及处理措施,研制了正激波位置实时监测系统,完善了总压保护值全域匹配等安全控制策略。试验表明：上述优化措施运行稳定可靠,提高了风洞控制系统智能化和自动化水平,对保障风洞试验安全运行有重要作用。     

基于ZigBee 的加油机输油管收放试验模拟系统

为在风洞中模拟空中加油机收放油管过程,评估加油管和锥套的安全性,根据试验任务的要求研制加油 管收放模拟系统。给出收放系统的设计与实现,介绍基于Zigbee 无线控制的收放系统硬件组成和软件设计。详细论 述系统中Zigbee 无线网络的组网及ModbusRTU 通信协议等关键技术的设计与实现。结果表明：该系统结构简单, 性能稳定可靠,满足试验要求,能解决风洞中加油管收放模拟问题。     

基于知识规则的2.4 m 风洞控制开车参数自动生成专家系统

针对2.4 m风洞控制开车参数往往取决于人工经验、难以准确给定控制参数的问题,开发一种基于知识规则的控制开车参数自动生成专家系统.首先简要介绍了2.4 m风洞核心控制系统和专家系统的基本架构,然后详细介绍了开车参数自动生成专家系统的设计方法.采用C++Builder语言开发了一套软件,实现了2.4 m风动主要控制执行机构预置位置参数的自动生成.实际的应用结果表明:该系统具有适应能力强、覆盖范围广、可靠性高等特点.     

军用供气设备安全性分析与设计

运用FMECA、FHA等安全性分析技术,给出了供气设备的危险源清单,并针对辩识出的危险源,采取强度可靠性设计、减振降噪设计、报警联锁保护设计、压缩机故障诊断、加装防护装置、设置警示标识等安全性设计技术和加强工艺设计、制定安全操作规程等措施,将供气设备在使用中的危险降到最低。     

1.8 m×1.4 m 低速风洞模型支撑系统研制

1.8 m×1.4 m低速风洞是中国空气动力研究与发展中心新建的一座连续式单回流风洞.针对该风洞试验段尺寸小且主要用于基础问题研究的特点,为增强对模型支撑方式及模型姿态变化定位的适应性,减小对洞体的干涉和对流场的影响,该风洞模型支撑系统迎角机构采用双圆弧导轨导向+弧形齿轮副驱动,迎角连续变化幅度±30°;侧滑角机构采用地面转盘形式,侧滑角变化范围±360°;控制系统软、硬件给出了具体实施方法.分析标模试验结果表明:该系统结构简单紧凑,刚度大,运行灵活,模型姿态变化定位精确,可以更好地满足常规试验对尾撑、腹撑等姿态变化的需要.     

风洞旋转天平试验装置测控系统

旋转天平是一种用来模拟飞机尾旋并获取气动力的试验装置,为使该装置的测控系统具有自动化程度高、测试精度高和抗干扰能力强的特点,设计并实现了一套应用于风洞旋转天平的测控系统。该系统包括了试验管理、天平数据采集和旋转运动控制3个子系统。测试结果表明：该系统可在试验管理子系统的调度下自动化运行,能够实现试验所需的多种运动控制,并能在复杂电磁环境下完成数据采集。该系统操作简单、稳定可靠,设计思路及所采用的技术具有一定的参考意义。     

串联式超声速环形引射器的设计与分析

为了满足高超声速风洞建设的需要,开展了串联式超声速环形引射器系统的状态模拟及方案论证。结合已有的风洞尺寸,采用一维处理方法,针对试验马赫数4、6、8,对Φ2m高超声速风洞两级串联式超声速环形引射器进行方案设计,得到各级质量流量、前室总压和临界截面马赫数等参数。结果表明:Φ2m高超声速风洞采用串联式超声速环形引射器方案能保证风洞的正常运行,但气源系统和场地要求苛刻,风洞运行成本偏高。     

以信息化思维驱动风洞装备保障智慧化变革——基于EKP 的装备信息化平台规划、设计与建设

为优化风洞设备试验装备管理流程、整合资源,确保高效可靠运行,提出基于企业级知识平台(enterprise knowledge platform,EKP)框架的装备信息化平台规划、设计、建设方案.总结传统试验装备运行管理存在的问题和原因,从装备管理、运行和设备3个层次并行推进装备信息化与研究所整体信息化的协同建设,并在研究所顶层设计中,通过多维度融合驱动装备保障向知识化与智能化转变.结果表明:该方案能达到试验装备高效、可靠、智能的运行效果,实现装备保障的智慧化变革.