[科普中国]-低速增压风洞

简介

低速增压风洞是我国航空领域重要基础设施, 是一座高雷诺数的低速风洞。它的建设是一项庞大复杂的系统工程, 涉及到多个技术领域, 在其测控系统中回路与被测参数非常多, 许多被控参数相互关联, 相互影响, 许多参数的控制均为多变量耦合的输入输出控制1。

地位低速增压风洞是我国“十五”期间投资建设的大型航空科研基础设施，该风洞结构复杂、尺寸庞大，洞体容积达13400立方米，是目前亚洲唯一的低速高雷诺数风洞。这座现代化的风洞已经竣工投入运行，为国家航空发展将发挥重要作用2。

结构风扇段属风洞动力段，是控制稳定风洞内风速变化，由大型变频器带动轴承与风扇转动。作为安全连锁系统的一部，对风扇段轴温、振动的监控关系到风洞的安全运行。风扇轴承总长达20m，分布在风洞洞体内外，温度传感器要在绝对大气压 0.4 MPa、风速130 m/s 条件下正常工作，要保证系统信号传输的可靠性，不受风洞环境干扰，这是解决温度监控节点的主要问题。该控制节点需要对轴承6个不同位置进行监控，常规传感器每个需要信号线与电源线，6只传感器会带来大量的系统布线，而这些数据线需要穿过高压状态下的风洞洞体，这也对风洞气密性带来了很大的问题，所以，在构建该节点时需要将此作为首要考虑问题。

温度监控系统构建对低速增压风洞实际需要，利用一单总线建立的风扇段温度监测系统是切实可行的，此控制方式可对监控轴承的 6只温度传感器用单总线的方式通过一根数据线连接到风洞外的监控设备，大大减少了系统布线，保证了风洞增压状态的气密性，同时由于单总线的自身特点又保障了信号传输的实时性与可靠性。