第九章 发动机试验技术的发展和仿真
第一节 试验技术发展的策略和趋势
一、信息时代的发动机试验
"世纪，通信技术的高速发展将重新规划发动机试验数据和信息的存取与传递。试验中心或试验基地获取的试验数据和结果将如何近于实时地传给发动机制造公司，如何传递给发动机用户基地..这些要求提出了建立发动机试验通信网络、通信备忘录、传输安全性、网络底层结构、整个数据管理和传输系统用的计算机和存储设备等新课题。
航空发达国家，例如美国在阿诺德工程发展中心（ %&’）建立了综合试验信息系统
（()*）。 )()*采用了最先进的通信网络技术；基于网络的通信；信息 +数据的融合；试验数据、亚数据或中间数据和信息的编选归档，以此为中心，向地理位置不同的发动机用户、发动机制造公司、发动机各子系统、部件研制单位提供必要的信息，提高试验数据和信息的传递速率、利用率，加速发动机研制过程。
下面将以阿诺德综合试验信息系统 )()*为例，论述通信系统、自动数据传递、通过
’&,-.传递信息、亚数据搜集和管理、数据 +信息融合及传统系统综合问题。 /阿诺德工程发展中心的发动机试验设备阿诺德工程发展中心设有高度复杂的各种环境试验设备，包括风洞、喷气发动机和火
箭试验舱、空间模拟室以及超高速弹道导弹实验设备，用以进行设计方案、材料、设计、性能和可靠性等的试验考核及验证。
对于燃气涡轮发动机，阿诺德中心具有 0个高空模拟试验舱， 1个海平面试验舱。这些设备支持飞机推进系统的研究和发展。通过进气系统向发动机提供状态试验用气，排气系统建立试验舱的合适的高空环境。通过试验测量推力、耗油率、空气流量、总性能和部件性能。试验系统还采集、处理、变换、显示、存储和归档数据。图 2 34 3示出阿诺德中心的试验数据流程简图。这些模拟设备减少了飞行试验时间，减少了试验风险和试验费用。试验包括确定发动机工作能力的瞬变性、发动机气动热力结构特性、发动机飞行任务模拟、发动机 +飞机进气道相容性、发动机稳定性、结冰、发动机耐久性、加速任务试验、部件高空试验和总性能试验等。
"/发动机用户的通信要求发动机用户基地，诸如各空军基地、发动机制造公司、研制中心、政府职能部门和商业用户，均需要共用发动机试验信息，并且由于处于不同地理位置，甚至国外，如英国、加拿大 •""4•
图 " "%阿诺德中心内部试验数据流都具有通信要求。因此，必须提高信息的存取能力，并且应能够接近于实时地向不同地区用户传递信息，特别是高速的试验数据处理、影像和音频的传递尤为重要。
数据类型或所要求的结果决定了传输要求。在不同时间段采集和均化的数据，对性能评估是最重要的。这种数据集要求低带宽传输。其他需要低带宽传输的是总曲线图和报告，这些结果提供给政府职能管理部门和各种不同层次的试验用户管理人员。在宽时间段连续采集的数据对于发动机工作、功能、结构和稳定性评估是很重要的。这种数据可以在每通道高达 &’’’次采样 ()的速率下进行采集。这种类型的数据需要在最高带宽下电力传输。气动结构的应变计测量数据要求高达 &*+,&的最高响应频率。这种数据传统上是以模拟量方式采集并通过数据带传输。应变数据转换成数字量，并且处理后的数据在线的转换成频率和振幅，这样就可以在合适的带宽下及时地传输应变数据。
必须按所要求的格式传输数据，这种格式与用户数据文件存储系统或数据库一致。典型情况下，传输的数据是需要进行分析和计算的某一特定点所采集的数据的子集。转换数据速率和数据子集要改变带宽和传输时间，以便向远方用户地点传输数据。
美国国防部和其用户基地规定了宽范围的安全要求。在阿诺德工程发展中心采集和处理的数据大多数不划分密级。国防部划分密级的数据均是数据库中重要部分。非密级和敏感数据的安全要求大部分是由发动机制造公司提出的一些限制，例如有重要影响的部件设计试验结果和研制发动机采用的新设计技术。
-.信息传输能力阿诺德工程发展中心采用数据通信或数据传递技术向用户传输数据。早期采用的数据磁带方法传输数据已被现今的网络或专用的传输线传递数据法所代替。（）通信系统
早期的阿诺德中心数据电接件是基于中心计算设备的 /01主机的 &2’’波特数据流。这些电接件严重地限制了带宽，最终的数据传输也严重地限制了阿诺德中心大量数据子集的输送。由于阿诺德中心发动机试验用户扩大了数据处理和分析能力，因此，他们增长了对某一试验中的在线数据的需求。对在线试验数据的需求导致了阿诺德中心和用户地点之间的宽带连接的逐渐增多。另外，阿诺德接口点从中心计算设备的主机移向阿诺德中心发动机试验设备的专用数据分析网。用户的连接带宽也逐渐增加到波特率为 3’’、&’’、
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"、"和 %&&。图 ’ () (示出一种可供选择的发动机外部数据连接，利用现行的存取网络，如 *+,-.网。通过 *+,-.网、 /0100234网和国防研究和工程网络传输的数据通常是非密级 5敏感性数据。这些数据集通常通过软件密码保护。软件包 676是共用的。对于 81 ( 9:+;<=>、
9:+;<=>/?、@/*A、B0A 5 B81和其他计算机，这些软件包是高度安全的，使用费用亦很合理。
图 ’ () (C通过共用网的数据通信
图 ’ () (D示出另一种外部数据连接，用户的连接是通过点位控制的租用远程通信线路实现的。由于点位控制连接具有可重复性，并且无外源干扰，因此可以改善远程通信的性能和可靠性。
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