赖雪聪　王祝平　张高尚　杨新宇　肖海建　华慧

摘要：发动机试车台地面试验系统的设计和开发。 试车台试验系统由试车台、拉力平台、测控系统和用户软件等分系统组成。 重点介绍了试车台及测试系统软件的开发。 试验证明该系统工作稳定、 操作简单， 能够很好的满足市面上中小型发动机的地面试车试验要求。

关键词：无人机；试车台；发动机

发动机试车台是对发动机质量检测、性能研究的重要平台，随着无人机的迅速发展，对发动机地面测试尤为重要。国际专业组织的统计数据表明：航空机械故障中由航空发动机导致的故障占 50%。与发动机有关的航空机械故障一旦发生极易造成严重航空事故。因此，在某型无人机上天之前的准备测试工作中，须重点对发动机进行 50h 以上的地面测试试验，通过磨合机械结构，发现潜在威胁，从而提高发动机的可靠性。

本文讨论了某通用型无人发动机试车台系统的设计和实现。该系统具有测试精度高、 抗干扰能力强和工作稳定可靠的特点， 可以满足大部分中小型（50KG）发动机常规的试车的任务。

1 试车台设计

该试车台可用于电机、油机、涵道、涡喷（最大测试拉力<50KG最大使用螺旋桨直径：40in）进行简单测试，基本覆盖民用无人机和航模所使用发动机。

1.1 模型建立

试车台主要用于在试验中固定和支撑发动机以及测量推力。根据查找资料试车台要测量市面上中小型无人机发动机的拉力以及发动机所使用螺旋桨的尺寸范围，确定试车台机架尺寸和安装平台以及与拉力器连接的设计。

试车台主要有发动机通用安装平台、载物台、试车台机架、實时数显表。安装平台设有6个安装孔，发动机可根据发动机自身安装方式，通过加工件与平台连接。

根据使用需求和基本组成使用CATIA建立三维模型。

首先以试车台台架作为整个测试平台的载体，具有高强度刚度，抗震能力。试车台以发动机安装作为前方，发动机内侧左边用于油箱和电池组的安放，右方用于数显表的安装，以便测试过程中实时观测发动机参数，前方最主要是拉力平台。

1.2 工程分析

首先根据受力分析性，定性的找出试车台整体的受力集中区和危险区，本试车台危险区在于发动机拉力测试平台，是发动机和和拉力器的连接部件，发动机在运行过程中，由于发动机的震动和长时间的较大拉力作用，容易造成连接件的变形带来的测试不准和安全行问题。

图1是对发动机测试平台的CATIA的工程分析。

2 测控系统

试车台的功能是测试发动机工作时的性，其主要实现以下功能：

（1）可实现对试车过程中的压力数据、推力数据、温度数据的测量、存储和实时显示；

（2）可根据预设值，自主根据发动机当前状态测试发动机。试车台测试系统主要由PC机、数据采集卡、传感器和放大器组成。采集数据主要有拉力、转速、温度、环境温湿度、油门、电流电压。

根据参数的特性和作用不同分别以曲线、仪表、 图形等多种形式对试车过程中的参数进行实时动态显示， 曲线显示还可以根据需求同时显示一个或多个参数。具有实时、 直观、 信息量大的优点。一些监测参数提供及时报警功能， 提示操作人员进行处理。

试车时，完成发动机油门控制、数据存储、系统报警、实时显示被测对象等功能。完成试车后，可以进行数据处理，数据处理包括读取原始数据和滤波处理等操作。测控系统软件实现功能。

3 测试结果

试车过程中采集的数据有拉力数据、转速数据、温度数据。其中，拉力和转速变化较快，设定采样率一般为（200～500）Hz，发动机温度变化较为缓慢，设定采样率一般为 20Hz。对于温度数据。

4 结论

（1）通过 CAITA对试车台整体结构建模和工程分析，并进行优化设计，优化结果显示了各零件材料的最优分布，为试车台的最优设计提供了参考；

（2）实时处理、显示试验结果，并将高速采集数据分类保存，避免数据丢失。

参考文献：

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