本文设计了一种飞机轮胎压力表检定装置,通过多路并联“模拟轮胎”的方式,对飞机轮胎压力表进行直接快速检定,并通过合理的组件布局和高精度的配件选择大幅提高设备准确度。
目前,检定轮胎压力表的几种方法对接通轮胎压力表瞬间所产生的压力下降均考虑不足,主要是因为用于低精度的车用轮胎压力表检测不能满足航空领域,特别是军用飞机轮胎压力测量的使用,而且手动操作和单路设计使实际检定工作步骤较多、用时较长。此外,连接轮胎压力表的方式,除个别需改造气源管后实现直接连接外,其他方法都还是螺纹连接,也不能适配轮胎压力表的单向阀等气嘴配件。
本方法的设计思路是:用碳纤维气瓶模拟轮胎,实现轮胎压力测量的工作仿真;针对主流飞机轮胎压力表都是四个检定点的情况,采用四路气瓶并联的设计方式,减少不同检定点变换导致的充放气过程,实现快速检定;用飞机轮胎气嘴作为压力输出接口,实现飞机轮胎压力表的无拆卸快速链接,使输出气嘴与气瓶直接连接,避免了不必要的管路,减少了测量时压力因体积变化产生的压降,进而减少了压降带来的误差;用标准压力传感器实时监测气瓶压力,反馈给单片机控制器,用以控制比例电磁阀开关量,进一步实现气瓶充气压力的精确控制,避免压力不足或过充。本方法的设计原理图如图1所示。
图1 设计原理图
检定前,将高压气瓶或者充气泵作为外部气源,通过输入气嘴接入设备,并通过减压阀进入充气管路,减压阀前后接有高压压力表和低压压力表,用以监测外部气源压力和充气管路压力,以避免气源压力不足。检定时,先在控制器端输入轮胎压力表需检定的四个测量点,控制器会比较测量点目标压力值与压力传感器反馈回来的气瓶压力值,进而控制比例电磁阀的开关量,实现低压气瓶的快速精准充气。充气完毕后,控制器提示可以开始检定。此时,只需将飞机轮胎压力表依次插入四个输出气嘴,再读取相应压力值,即可完成检定。进行批量检定时,控制器会根据气瓶压力情况,通过开关比例电磁阀和排气电磁阀完成补气和放气。检定完毕后,首先关闭外部气源输入,在控制器端选择关机,控制器会打开比例电磁阀和排气电磁阀,排空设备内压力,然后自动关机,此时才可断开外部气源连接。应急排气阀用以在紧急情况下排空设备压力,以避免不必要的损伤。此外,该装置还具备存储功能,用以存储曾经检定过的压力表类型,对于同类型压力表,系统会自动完成检定点设置,从而进一步减少手工操作,提高工作效率。
该检定装置完整地模拟了飞机轮胎压力表的工作过程,使检定工作能充分反映压力表的各项性能指标,自动控制和快速连接方式提高了检定工作效率。实际操作证明,装置从零压力状态到完成充气,时间不超过10分钟,而单块飞机轮胎压力表的示值检定过程不超过30秒。此外,通过合理的管路设计和优良的器件选择,提高了装置的整体准确度,经过实验证明,仅用2L体积的气瓶,就可以达到0.5%的测量准确度。