航空喷洒设备及监测技术的研究__喷洒设备性能测试_梁成杰

航空发动机叶片水流量检测方法及实验谢苗;黄亚星;卢进南;李海超;赵泽华【摘要】叶片是航空发动机的重要组成元件,叶片的流通特性关系着发动机的工作性能和安全.以某型叶片为研究对象,设计其流量测试系统,考虑叶片特殊结构及测试系统的工作原理,提出一种遗传算法和PID控制方法相结合的PLC控制系统,确保测试系统性能稳定和测量结果准确.仿真结果表明:遗传算法整定PID控制相对于传统PID控制在优化效率上具有明显的优势.实验证明基于遗传算法的PID控制方法,使叶片流量检测准确性提高了0.17％,测量重复性达到100％.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2018(037)022【总页数】6页(P263-268)【关键词】叶片;遗传算法;航空发动机;流量测试【作者】谢苗;黄亚星;卢进南;李海超;赵泽华【作者单位】辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁阜新123000;辽宁工程技术大学机械工程学院,辽宁阜新123000【正文语种】中文【中图分类】TP273在航空技术领域，叶片是航空发动机重要组成零件，叶片是一种特殊的零件，形状复杂，加工难度大，而且是故障多发的零件。

因此，检测叶片的性能是具有十分重要意义的[1]。

目前，发动机叶片常采用检测水流量或空气流量，以便检查叶片内腔流通能力。

水的稳定性较高，所受环境局限性小，本文采用水介质进行实验。

肖红等[2]针对涡轮转子叶片，介绍了通过对涡轮叶片水流量检测继而得到涡轮叶片内腔冷却数值的一种较为简便的检测方法。

蔡文波等[3]对某水流量测试系统中的试验器增加了闭环控制和当量回路，改进夹具、优化管路，对某型号高导叶片水流量进行测试。

袁红会等[4]设计了一种基于液压控制技术、双电机控制的检测装置。

对某型发动机叶片内腔流量进行检测，装置能与使用单位MES系统相连接工，工作人员可以根据测量结果直接进行发动机装配的串台与配台。

3、航空物理探矿 利用探矿仪器在航空器上从空中探测地球各种
物理参数的变化来寻找矿藏，称为航空地球物理探
矿，简称为航空物理探矿。
主要通过测量地球各点磁力的大小、放射性射线
的强度、地球的重力和电磁波等情况，建立起地质
结构图，找出矿藏。
三、航空作业
1、海上石油开发服务 海上石油的生产基地是采油平台，它相当于在海 洋中固定的大型船舶。 主用直升机。 作业项目包括：采油平台上人员的轮换、食物供 给、医疗救援、备件供给及设备吊装等。 优越性：速度快、安全、舒适、直达运送等。 2、空中巡逻 飞艇、直升机和飞机都可用。 作业项目：对高压输电线路、输油管道沿线以及 交通情况、火警情况进行巡逻。
通用航空的开始：飞机出现后，航空活动主要
从事展示飞机的性能和创造新的飞行记录，法国
人 Louis Bleriot 在 1909 年 6 月 25 日成功地飞
越英吉利海峡后，激励着航空业的发展；
• 1914年到1918年：第一次世界大战，打断了通用 航空的发展； • 1918年到1939年：开始用于农业服务，为交通不 便的地区提供医药、邮递、救援等服务，公务服务 等，初步形成了一个完整的通用航空供需市场； • 1939年到1945年：第二次世界大战，再次中断了 通用航空的发展； • 1945年到1985年：通用航空进入了更多的领域， 如空中游览服务等，并且直升机进入了通用航空， 拓展了服务范围，如海上石油平台服务，山区或无 机场区的救援、联络、空中吊装服务等； • 1985年到至今：通用航空的发展受到了限制，主要 是因为飞机价格及其它成本的提高、航路的拥挤和 环境的要求等； • 对于发达国家今后主要是针对于服务内容和质量上 的提高，发展中国家还有较大的发展前景。
2、喷洒设备

梯 度倒 数 加权 平均 滤波 自适 应图 像匹 配
多图平均消除噪声 度倒数加权平均滤波 模糊Ｃ 均值聚类分割
图 １ 喷 嘴 综 合 性 能 测试 台构 成
液压 系统 如 图 ２所 示 ， 要 由油 箱 、 轮 泵 、 主 齿 节 流阀、 比例 溢 流阀 、 油 过 滤器 、 检 测 喷 嘴 、 油流 燃 被 燃 量分 布盘 和燃 油采集 量杯 组等 部分 组成 。
图像 匹 配 方 法 ， 对 不 同特 征 的 图像 自动 选 择 最 优 的 匹 配 模 板 进 行 匹 配 ， 通 过 基 于 最 小 二 乘 法 标 针 并
定 拟合 的 函数 计 算燃 油体 积和 分布 不均 匀度 。 雾化 角 与 中心偏 移检 测 误 差 ＜ ． 。 雾化 不 均 匀度 燃 ０５ ，
油体 积检 测误 差 ± ｍ ， 多图平均 法 、 糊 ｃ均值 聚 类后 ， ２ ｌ在 模 用霍夫 变换 获取 喷 雾边界 线 ， 算喷 雾锥 计 角和 中心偏 移 。 系统 重复 性好 ， 度 高。 精 关键 词 ： 自适 应 图像 匹配 ； 计算机 视 觉 ； 糊 Ｃ均值 聚类 ； 夫变换 ； 小二 乘法 模 霍 最
产 使用 至今 ， 检测 重复性 好 、 度 高 ， 精 自动化程 度 高 。
１ 系统 结构
喷 嘴性 能 自动测 试 台 设 计 由液 压 系 统 、 算 机 计
控 制 系统和 计 算 机 视 觉 系 统 组 成 ， 图 １所 示 包 括 如
图 ３ 监 控 软 件 运 行 界 面
液 压站 、 测试 台、 Ｃ Ｃ Ｄ摄像 机和计 算机 控制 柜组 成 。
２ 喷 嘴性 能检 测
Ｃ Ｄ 采 集雾 化 角 ， Ｃ ２采 集 分 布 盘 分 割 喷 雾 Ｃ １ Ｃ Ｄ 后 的量 杯液位 图像 ， 过 计 算机 视 觉计 算 雾 化参 数 。 通

46 2015, V ol.35, No.21农业与技术※农机水利农用植保无人机喷洒技术的研究张云硕，史云天，董云哲，李君兴（吉林省农业机械研究院，吉林 长春 130022）摘 要：随着我国经济的迅猛发展，对于各地区的土地资源利用情况以及农业经营模式选择有更高的要求。

关于农用植保无人机喷洒技术，本文介绍了国内外无人机喷洒技术的现状，分析技术关键要领，理论试验双方面研究，并对其在病虫害防治方面需要研制更高效的无人机喷洒设备做相应的要求，有利于减少农药使用率，提高植物抗虫性，为生态环境保护做出贡献。

关键词：农用；无人机；喷洒技术中图分类号： S25 文献标识码：A DOI:10.11974/nyyjs.20151015001引言起飞时不需要跑道是无人机的显著特点之一。

这种特有的飞行模式是其他飞行器不能相比的。

美国现在已经对无人机展开了研究，尤其针对航空如何更加有效喷洒农药方面的探寻。

20世纪90年代初日本就利用遥控直升机，对农田作物、蔬果等其他植物的病虫害进行防治。

农作物质量的把关、肥料的合理使用得到了很好的实现。

此外日本的山叶公司将第一架无人机推向了市场，主要用途为喷洒农药。

无人机具有体积小，易于操控以及能喷洒均匀的特点收到广大农业者的欢迎。

为了能更好适应现在的农业模式，研究无人机喷洒的技术是十分必要的。

1 对无人机喷洒技术的理论研究1.1 液滴雾化现在无人机喷洒技术的研究发达国家主要在2个方面展开深入研究，分别是研究雾滴的沉降规律，通过建立雾滴分布数学模型以及如何精确应用GPS导航系统在防治病虫害时喷洒农药达到最大防治效果防治出现漏喷和重喷的情况。

现在主要有2种喷头雾滴雾化的方式，液力式雾化以及离心式雾化。

离心式雾化最主要是可以减轻整个喷洒设备的重量，便于操作喷洒农药，这是无人机最常采用的雾化喷头。

原理是利用无人机上的发电机供电给喷头电机，农药液得以通过离心力甩出去，雾滴得以形成。

通过调节喷头转速可以轻松改变雾滴的大小，改变喷头转盘结构也是可以达到这个目的的。