基于飞机燃油系统雷电试验的气体配比验证装置的制作方法

本发明属于飞机燃油系统雷电试验技术领域，具体涉及一种基于飞机燃油系统雷电试验的气体配比验证装置。

背景技术：

雷电试验是飞机获得适航取证的重要试验。在飞机燃油系统雷电试验中，一般采用氢气、氧气和氩气的可燃混合气体来模拟燃油箱内的可燃性环境，气体的配比要满足在200uj能量的电火花下达到90％以上的点燃概率。试验标准要求利用一个200uj能量的电火花源对气体配比的准确性进行验证，电火花基于电容充放电击穿电极间隙的原理产生。

由于电火花的点燃能量和点燃概率决定可燃气体的配比比例，如果电火花能量不准确，则会导致气体配比不准确，使燃油系统雷电试验过考核或者欠考核，无法满足雷电试验标准的要求。试验研究发现，由于使用电火花的能量等级很低，所要求的充放电电容值非常小，为pf级别，而连接电容和放电电极的导线上，存在着杂散电容，也为pf级别，且杂散电容值随导线的放置方式、长短和粗细的不同变化很大。由于杂散电容无法消除，杂散电容值过大会影响电火花的性能，杂散电容值的变化会影响电火花的稳定性。因此，试验中应尽量减小杂散电容值，限制杂散电容的变化。此外，试验过程中可燃气体的泄露、气体分布不均匀也会对气体的配比验证产生影响。另外，由于试验所使用的气体为可燃气体，点燃后会释放较大的压力，需要考虑试验安全。

现有的飞机雷电试验标准文件rtca/do-160g和saearp5416a等，均有对可燃气体配制方法及电火花产生方法的详细描述，但未提供气体配比验证的具体实施方法，未对验证过程出现的上述问题考虑分析，由此可能会导致气体配比的验证结果不精确。因此，有必要对飞机燃油系统雷电试验的气体配比验证方法进行设计，以满足雷电试验标准的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于飞机燃油系统雷电试验的气体配比验证装置，对可燃气体配比进行精确而有效的验证，满足雷电试验标准对可燃气体配比的要求。

本发明所采用的技术方案是，基于飞机燃油系统雷电试验的气体配比验证装置，包括立方体状的壳体，沿壳体纵向从上到下依次分为采样腔体、隔板和电火花源；沿采样腔体一周的每个侧面上均分布有泄压口b，采样腔体上表面设置有泄压口a，采样腔体的侧面还设置有充气管路和排气管路；电火花源包括通过导线连接的电源、放电电极和电容。

本发明的特征还在于，

采样腔体的体积为30-200l。

泄压口a和每个泄压口b均呈正方形，泄压口a位于采样腔体上表面中心位置，每个泄压口b均位于采样腔体对应侧面的中心位置。

泄压口a通过合页连接与其相配合的盖板a，每个泄压口b均通过合页连接与其相配合的盖板b。

泄压口a和每个泄压口b的总表面积值不小于采样腔体体积值的1/7。

充气管路和排气管路分别位于采样腔体相对的两个侧面，且两者呈对角线分布。

位于采样腔体一侧的隔板上固接有放电电极，位于电火花源一侧的隔板上设置有电容，且电容位于放电电极的正下方位置。

隔板为绝缘材料。

本发明验证装置的有益效果是：

a)本发明验证装置通过固定并缩短放电电极和电容之间的导线，减小了杂散电容对电火花的影响，提高了电火花能量的准确性和稳定性；

b)本发明验证装置通过充气管路和放气管路，使采样腔体内的可燃气体换气充分，气体分布均匀，不会发生气体泄漏；

c)本发明验证装置可燃气体点燃后产生的压力通过泄压口a和泄压口b释放，保证人员和试验设备的安全；

d)本发明验证装置提供了一种雷电试验验证气体配比的新途径。

附图说明

图1是本发明基于飞机燃油系统雷电试验的气体配比验证装置的结构示意图。

图中，1.采样腔体，2.电火花源，3.放电电极，4.电容，5.导线，6.充气管路，7.排气管路，8.泄压口a，9.泄压口b，10.合页，11.盖板a，12.盖板b，13.隔板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明基于飞机燃油系统雷电试验的气体配比验证装置，如图1所示，包括立方体状的壳体，沿壳体纵向从上到下依次分为采样腔体1、隔板13和电火花源2；沿采样腔体1一周的每个侧面上均分布有泄压口b9，采样腔体1上表面设置有泄压口a8，采样腔体1的侧面还设置有充气管路6和排气管路7；电火花源2包括通过导线5连接的电源、放电电极3和电容4。

采样腔体1对试验所使用的气体进行采样并保存，采样腔体1具有防爆性能，采样腔体1优选正方体结构，采样腔体1的体积为30-200l。。

泄压口a8和每个泄压口b9均呈正方形，泄压口a8位于采样腔体1上表面中心位置，每个泄压口b9均位于采样腔体1对应侧面的中心位置。泄压口a8通过合页10连接与其相配合的盖板a11，每个泄压口b9均通过合页10连接与其相配合的盖板b12，通过盖板a11和每个盖板b12对采样腔体1密封处理，确保不会产生可燃气体的泄漏；泄压口a8和每个泄压口b9使可燃气体点燃后产生的压力安全泄放。

泄压口a8和每个泄压口b9的总表面积值不小于采样腔体1体积值的1/7，使可燃气体燃烧后产生的压力安全释放，保证人员和设备的安全。

充气管路6和排气管路7分别位于采样腔体1相对的两个侧面，且两者呈对角线分布，保证了采样腔体1内所有区域的气体和充入的可燃混合气体能充分置换，使采样腔体1内的可燃气体分布均匀。

位于采样腔体1一侧的隔板13上固接有放电电极3，位于电火花源2一侧的隔板13上设置有电容4，且电容4位于放电电极3的正下方位置。导线5应尽量短且固定牢靠，以保证杂散电容的值尽可能小且不发生变化，使放电电极3上产生的电火花能量准确且稳定；隔板13选用绝缘材料以防止对电火花的影响。

本发明验证装置的工作过程如下所示：

在充气前，需对采样腔体1密封处理，关闭每个泄压口b9和泄压口a8，保证采样腔体1不会发生气体泄露，通过充气管路6充入5倍采样腔体1体积的可燃气体，同时通过排气管路7对采样腔体1中的气体置换，保证采样腔体1中的可燃气体纯度达到98％以上；

充气完成后，对电火花源2通电，将电火花的能量调至200uj，若电火花点燃采样腔体1内的可燃混合气体，则表明气体的配比能满足飞机燃油系统雷电试验的要求；若电火花不能点燃可燃混合气体，则认为试验无效，需重新调整各种气体配比比例，直至能被200uj能量的电火花点燃；

点燃可燃气体后，气体燃烧产生的瞬间高强气压会翻开盖板a11和盖板b12，使压力从泄压口a8和泄压口b9中安全释放，保证了试验人员和设备的安全。

本发明验证装置通过将采样腔体1和电火花源2一体设计，减小了连接放电电极3和电容4之间的导线5产生的杂散电容对电火花能量的影响，充气管路6和排气管路7的布局能使气体充分置换，泄压口和盖板保证气体点燃后产生的压力安全释放；本发明验证装置对气体配比验证的准确度高，安全性好，能满足雷电试验标准的要求，又很好的应用价值。