这使得我们的
测试缸与众不同:
  • 极高的响应速度
  • 可靠性
  • 无粘滑运动
  • 极高的定位和重复精度
图 2 Hydopuls 试验台除了包括一个执行器试验台外,还包括一个与之耦合的驾驶舱模拟环境。
图3 德国航空航天中心(DLR)将一种被称为“铁鸟”(Iron Bird)的试验台用作测试环境,该试验台 现代电传操纵系统及其子系统试验台 整体评估。

试验台技术

对“铁鸟”试验台的要求

  • 作为封闭式试验系统的完整解决方案
  • 来自客户的外部设定值规范
  • 包括传感器技术和控制的液压执行器
  • Hänchen的工程和软件
  • 将外部控制器的硬件技术接口与Hänchen的电子设备连接

所使用的液压测试缸

  • 尺寸 54 / 40 / 180
  • 适用于介质 Skydrol
  • 固定和附件:杆端球铰轴承、法兰头、保护套筒、位移传感器、力传感器、阀块、隔膜式蓄能器、控制阀、中间板、冲洗板
  • 传感器技术:位移传感器,力传感器
  • Servofloat®密封件组合
立即设计您的测试缸。通过我们的 HäKo,您可以对测试缸进行液压设计并完全配置。
“Hänchen产品的良好概念以及性价比 [...] 最终说服了我们。”
Holger Spangenberg工程师,DLR

“Iron Bird”测试环境 - 作动器试验台和驾驶舱模拟

为了探索新解决方案,德国航空航天中心(DLR)开发了一个“铁鸟”作为测试环境。这是一个用于全面评估现代电传操纵系统及其子系统的试验台。它不仅包含一个带液压脉冲缸的作动器试验台,还包括一个与之耦合的驾驶舱模拟环境。这种组合使得在非常早期的开发阶段就能对新型飞行控制概念和系统解决方案进行研究,并对这些系统进行广泛测试。例如,当为升降舵、方向舵和副翼提供动力的飞机液压系统发生故障时,可能会出现功能异常。因此,在这一领域进行的测试是“铁鸟”的主要任务之一。

“Iron Bird”或“系统之系统”
鉴于民用飞机通常在高空和高速下运行,任何故障都可能导致严重后果,因此,在新开发中,大部分系统首先在地面进行测试,以最大程度地降低对人员的风险。为了能够高效地研究这些安全关键系统,开发了一个试验台,该试验台能够尽可能真实地模拟飞行条件。“铁鸟”试验台能够对飞行控制概念进行闭环测试。该试验台的核心目标是确定和评估飞行控制系统中不同组件之间的相互作用。

交互与集成
这意味着,不仅要测试各个系统,还要测试它们之间的交互以及新组件与系统的集成,甚至包括研究新系统解决方案对飞行特性的影响。德国航空航天中心(DLR)“铁鸟”试验台的负责人,工程硕士霍尔格·施潘根贝格(Holger Spangenberg)将其称为“系统之系统”。从控制输入到执行器偏转,必须存在一个完整的整体系统。这样可以更精确地研究子系统,并开发飞行控制系统重构领域的解决方案。在此过程中,还会考虑飞机系统之间的交互,旨在提高飞机在极端条件下的安全性。早期考虑系统交互对于飞行控制等复杂系统尤为必要,否则,不同系统之间可能存在的负面影响将迟迟未能发现,并且大部分开发工作将不得不重新进行。施潘根贝格强调:“这也是我们‘铁鸟’试验台的独特之处,它能够通过驾驶舱模拟和执行器试验台的组合,对整个飞行控制链进行仿真,从而实现对飞行控制系统的全面评估,甚至可以由试飞员进行评估。”
“从控制输入到执行器偏转,必须存在一个连续的完整系统。”
Holger Spangenberg工程师

试验台的测试选项

一个试验台,多种任务

现代试验台技术能够为各种研究任务提供测试环境:例如,可以将液压脉冲油缸等执行器、传感器或计算机系统等新型子系统集成到试验台中。借助这些子系统,可以开发新的控制或状态监测与预测算法,并随后测试其功能——包括在各种故障条件下的功能。此外,还可以研究“光传操纵”或“无线飞行控制”等新型数据总线系统。“铁鸟试验台”涵盖的另一个领域是研究整个飞行控制系统的新型飞行控制概念。在此过程中,可以研究传感器、执行器和计算机等子系统的影响及其相互作用。

状态监控

为了研究用于状态监测和预测电动机械或电动液压飞行控制执行器的状态监测方法,应在尽可能真实的条件下研究和评估所开发的方法。Hänchen测试缸作为液压测试缸在此处使用,以精确地模拟飞行中作用在舵面上的空气动力载荷。液压测试缸控制的设定值由飞行力学模拟提供。在此过程中,测试系统根据各种参数(如飞行速度、飞行高度和舵面偏转)不断计算新的设定值,并将其传递到液压缸的控制系统,以模拟空气动力载荷。

最大灵活性:Hänchen制造的线性驱动系统Ratio-Drive®

Hänchen 试验台制造部门为两个升降舵、一个副翼和一个方向舵提供了完整的线性驱动系统。该Ratio-Drive®完整系统构成一个封闭系统,接收外部设定值指令。该试验台采用Hänchen集成的压力传感器工作。这意味着,包括传感器技术、控制系统和软件在内的完整执行器,由Hänchen作为整体解决方案实现,包括工程设计在内。该公司面临的任务是,满足液压缸在动态特性参数、系统必须承受的最大力、传感器的精度以及现有液压系统的运行条件(即介质、最大压力流量和最大压力范围)方面的要求。这意味着,即使在外部设定值指令方面也需要极高的灵活性。此外,还需要在硬件层面解决接口问题:例如,为了绕过Hänchen的控制系统,并使用快速控制原型系统(Rapid Control Prototyping System)快速灵活地实现自己的控制概念,有必要将外部控制器与Hänchen的电子设备耦合。由于测试中几乎没有侧向力产生,德国航空航天中心(DLR)为其试验台使用了Servofloat®品质的测试缸。

浮动环状间隙密封 Servofloat®

Hänchen推荐将这些测试缸用于试验台构建,因为获得专利的浮动环状间隙密封是具有最高动态和质量的有限侧向力应用的首选。 Servofloat®质量的液压缸实际上是无摩擦的。在极慢和极快的运动中,它们提供向外的非接触式压力释放、低泄漏、最高的定位和重复精度,并且无粘滑现象。

测试缸装备

这些密封组合按以下原理工作:在系统启动时,通过液压缸腔室在环状间隙密封中建立一个流体动力油流,从而使环状间隙密封以金属非接触方式“浮动”并自定心径向地围绕活塞杆移动:环状间隙密封具有圆柱形形状,具有与活塞杆的限定间隙,并且在安装状态下以随机位置偏心。通过施加的压力,钢套变形为几个1/100毫米的压力相关的非接触式密封间隙。但是,此方法仅通过几个微米范围内的生产精度才能起作用,否则泄漏会导致过高的液压损失。泄漏的泄油通过一个公共油口无压力地返回到流体回路中。缺少接触式加压密封可最大程度地减少液压缸中的静摩擦和滑动摩擦。因为滑动伙伴的相对运动不需要流体动力润滑膜,所以即使在最小的振幅和速度范围内也可以进行无粘滑运动。环状间隙密封仅具有在最小泄漏量下降低压力的功能。因此,液压测试缸的活塞杆通过摩擦优化的导向带引导。尽管如此,带有浮动环状间隙密封的测试缸也可以吸收一定的侧向力。

此外,该系列产品通过青铜涂层的活塞和轴承表面,具备紧急运行性能,从而进一步提高了运行的安全性。采用浮动环状间隙密封的测试缸的另一个显著优点无疑是价格。因为该系列与采用静压活塞杆导向的测试缸相比,仅在对侧向力略微敏感方面存在差异,但却具有显著的价格优势。了解更多关于Hänchen液压测试缸作为测试缸的信息。

概念和性能必须匹配

据Spangenberg称,DLR专家决定采用Hänchen液压缸的关键因素是“良好的设计理念以及Hänchen测试工程的性价比。准静压性能和相同的控制质量,以及非常优惠的价格最终说服了我们。”空中客车公司的一位同事的推荐也起了一定作用,他与Hänchen的合作已经成功进行了多年。DLR与Hänchen共同开发了对系统的要求,来自奥斯菲尔登的液压专家们不断提供有益的建议。目前的一个项目是研究用于动态负荷模拟的新控制概念。如果控制参数和概念最终确定,DLR会将控制结构引入到映射系统中。“因为仅仅输入参数,当然比使用外部控制器更方便”,Spangenberg解释道。因此,Hänchen在DLR既是制造商、服务提供商,又是系统集成商。

Jörg Beyer, mediaword
© Hänchen 2009

为什么选择Hänchen作为试验台制造商?

我们作为试验台和试验机制造商的专业能力

我们内部的产品开发和研究,用于开发试验台、测试场地和复杂的试验机,为现代试验台制造奠定了基础。我们对自身产品的高质量要求极大地推动了这一发展。如今,Hänchen已发展成为定制试验台和试验机的可靠合作伙伴。每个EoL试验台都是根据客户订单量身定制的。Hänchen试验台是Ratio-Drive®项目,即具有完整概念的个性化开发的特种机械。在每个项目中,您作为客户都将拥有一个中央联系人。因此,通过客户定义的接口,可以将个性化和节能的测试场地以及复杂的试验机无缝集成到您自己的系统中。 

Hänchen Ratio-Drive® - 驱动系统与试验台建造的完整解决方案

复杂的内部和客户项目使Hänchen成为当今完整试验机的可靠质量供应商。这反映了我们多年的能力发展——从液压缸制造开始,扩展到电子元件和完整的驱动系统。目前,Hänchen为其客户提供完整的机器,包括驱动轴、框架和机械元件。

菜单