Details

1. 機能概要  
航空機エンジン用統合燃料ポンプおよびコントローラの高度試験・校正ベンチは、実際の航空機運用環境で燃料ポンプおよびコントローラが経験する油圧、空気圧、電気的条件を再現するために設計された複合的で多分野にわたる試験施設です。  
統合燃料ポンプおよびコントローラは、エンジンの重要な補機であり、エンジン回転数、吸気温度、圧縮機出口圧力、スロットル指令に応じて、正確に調整された圧力および流量で燃料を供給すると同時に、圧縮機の入口ガイドベーン（IGV）の位置を制御します。  

この試験ベンチは、実機搭載前にこれらのユニットの初期調整を可能にし、技術者が制御された実験室環境下で性能の校正、検証、記録を行えるようにします。これにより、各ユニットが運用公差内にあり、運用中の故障につながる不具合がないことを保証します。  
さらに、実運転シミュレーションに加えて、試験後に加熱された防錆油をユニット内に循環させる保存システムを備えており、部品寿命の延長と保管・輸送中の腐食防止を実現します。  

2. システム構成とゾーニング  
この施設は、作業者の安全、効率的なワークフロー、およびシステム間の干渉低減を確保するために、物理的に3つのゾーンに分割されています。  
コントロール／コマンドルームには、メイン操作パネル、PLC/HMIインターフェース、すべての計測表示装置が設置されており、オペレーターは試験エリアの騒音、振動、潜在的な危険から隔離されています。  
試験セルには、油圧、空気圧、防錆の各サブシステムが設置されており、セットアップおよびメンテナンス時の最大限のアクセス性を確保しています。  
モーター隔離室には、駆動モーターおよびギアボックスアセンブリが防音構造のエンクロージャ内に設置されており、高周波振動や騒音が燃料システムや試験環境に影響するのを防ぎます。  

このゾーニング構成は「安全第一」の作業フローも支援しており、可燃性または加圧媒体は制御区域内に保持される一方で、電気および制御システムは防爆エンクロージャに収められ、ATF（航空タービン燃料）取扱機器から安全な距離に配置されています。  

3. 油圧（燃料）回路  
油圧システムは試験ベンチの中核をなすものであり、航空タービン燃料（ATF）の貯蔵、濾過、調整、および供給を行い、統合燃料ポンプおよびコントローラに対して正確に制御された圧力と温度で燃料を供給します。  
このシステムには、厚さ3 mmのステンレス鋼（SS-300シリーズ）製100リットルサービスタンクが装備されており、圧力変動や機械的取り扱いに十分耐えられる設計となっています。  
タンクには低レベルセンサーが取り付けられており、ポンプのキャビテーション損傷を防ぐために、液位が下がると自動的にポンプを停止するインターロックに接続されています。  
また、取り外し可能な蓋により内部清掃や点検が容易であり、長期的な燃料清浄度を確保します。  

燃料の供給は、2つの独立したギアポンプによって行われます。高圧ギアポンプは50 LPMで50 kgf/cm²の能力を持ち、防爆電動モーターによりフット兼フランジ取り付けで安全に位置決めされています。このポンプは主要試験ラインに燃料を供給し、高精度定圧バルブにより22 ± 0.2 kgf/cm²および11 ± 0.2 kgf/cm²に調整されています。第2のギアポンプは50 LPMで10 kgf/cm²で運転され、循環および濾過ループに供給されます。これにより、燃料は主要供給システムとは独立して清浄化および調整されます。

多段階濾過により、絶対3ミクロンまでの微粒子汚染が除去されます。濾過段階は、16 μmの前処理フィルタ、6 μmの中間フィルタ、最終的に3 μmのフィルタで構成され、それぞれベータ比が1000以上で高い保持効率を保証します。各フィルタハウジングには差圧計が装備され、目詰まりを表示し、3.5 barに校正されたバイパスバルブで保護されており、詰まりが発生した場合でも流量を維持します。

試験ユニットに入る前に、燃料はエアセパレーターを通過し、圧入された気泡を除去して圧力制御に影響したり、ユニットのキャビテーション損傷を防止します。ドーム調整式排水バルブは、戻りラインにおいて2 ± 0.2 kgf/cm²の一定逆圧を維持し、エンジン燃料排出システムの抵抗を正確にシミュレートします。燃料温度はプレート式熱交換器により制御され、熱側で50 LPMのATFを処理し、冷側は6 kgf/cm²の冷却水で安定した作動流体温度（15–40 °C範囲）を維持します。

4. 空気圧シミュレーションネットワーク  
空気圧システムは、低圧および高圧のエアサービスを提供し、エンジンブリード空気機能をシミュレートするとともに、燃料試験後のユニット乾燥を行います。

低圧回路は試験後の乾燥用に設計されています。圧縮空気は水分分離器を通過し、手動バルブを介して定期的に排水され、凝縮水が除去されます。その後、微粒子フィルタを通過し、柔軟なホースを通じてユニットに供給され、内部通路から残留燃料を完全に除去します。

高圧回路は、ユニット内のTDK-Tpセンサーなどの温度検知要素に供給されるブリード空気をシミュレートします。高精度レギュレータが空気圧を制御し、微粒子フィルタで汚染を防止します。下流にはスロットルバルブがあり、オペレーターは空気を大気に制御された方法で放出でき、瞬間的なブリードイベントをシミュレートします。圧力は、即時オペレーター参照用のアナログゲージおよび制御パネルに接続された高精度トランスデューサでデータ記録用に監視されます。

5. 電気駆動および制御システム  
機械駆動システムは、高速電動モーターと1:4.32のギア比を持つギアボックスで構成され、ユニットを最大6200 RPMの速度で駆動しながら、低速時にも高トルクを維持します。速度制御は、エンコーダーフィードバック付きの閉ループベクトル制御可変周波数ドライブ（VFD）により行われ、±1 RPMの精度で速度を調整できます。モーターとギアボックスはモーター隔離室内の防振装置に取り付けられ、試験セルへの機械的ノイズの伝達を低減します。

指令室の制御パネルには複数のデジタル表示装置（DRO）が装備され、供給・排水圧力、空気圧、ATFおよび保存油温度、電力消費（電流および電圧）、モーターおよびギアボックスの出力軸速度などのリアルタイムデータが表示されます。オペレーターは回転ノブで速度や設定値を調整し、オート/マニュアル切替スイッチや専用プッシュボタンを使用してポンプの起動・停止、バルブ作動、保存サイクルの開始を制御します。

システムには、試験対象ユニットの電気機械式バルブを作動させるパルスデューティサイクルジェネレーターが含まれます。このジェネレーターは27 VDC、40 Hzで50％デューティサイクル（デフォルト）を出力し、フロントパネルで調整可能で、さまざまなECU制御信号をシミュレートできます。安全性は、防爆筐体に収められた全電気機器、非常停止回路、油圧・空気圧ラインの過圧逃し弁、低レベル燃料遮断インターロックにより確保されています。

6. 保存およびコンディショニング回路  
機能試験完了後、保存およびコンディショニング回路は、ユニット内部の燃料通路に加熱保護油を循環させ、腐食、酸化、および残留物の蓄積を防止します。システムには、低レベルセンサー付きの100リットルステンレス鋼保存油タンク、専用の防爆ギアポンプ、および主燃料システムと同一の多段階濾過が含まれます。

油は70 °C ± 2 °Cに加熱され、微細なクリアランスにも最適なコーティングと浸透を確保します。バイパスバルブは下流の詰まりによる過圧を防ぎ、リリーフバルブは余剰油をタンクに戻すことでオペレーターの安全を確保します。この回路は、油をユニット内に一定時間保持する静的浸漬モード、または連続循環で長期保存を行う動的循環モードで運転可能です。

7. 設計上の考慮事項  
ベンチはシームレスステンレス鋼配管（SS-300シリーズ）と、SwagelokやParkerなどの承認済み航空宇宙グレード供給元による高信頼性フィッティング（37°または74°フレアシール）を用いて構築されています。流体システムへの粒子混入防止のため、ねじ接続部にはPTFEテープは使用されません。圧力検出ポートは試験対象ユニットへの接続から150 mm以内に配置され、信号遅延を最小化し、正確な計測を保証します。

ポンプ、フィルター、レギュレーターなど主要コンポーネントはすべて剛性のある防振フレームに取り付けられ、配管の整列を維持し疲労を低減します。レイアウトはメンテナンスの容易さを考慮して設計されており、フィルタハウジング、圧力バルブ、主要計器類は主要部品を分解することなく前面からアクセス可能です。

8. 技術仕様表

    

        
項目
        
仕様
    
    

        
使用燃料
        
航空タービン燃料（ATF）
    
    

        
保存液
        
鉱油ベースの保存油
    
    

        
燃料タンク容量
        
100 L（SS-300シリーズ、壁厚3 mm）
    
    

        
保存油タンク容量
        
100 L（SS-300シリーズ、壁厚3 mm）
    
    

        
高圧供給
        
22 ± 0.2 kgf/cm²
    
    

        
低圧供給
        
11 ± 0.2 kgf/cm²
    
    

        
排水逆圧
        
2 ± 0.2 kgf/cm²
    
    

        
最大流量
        
50 LPM
    
    

        
濾過段階
        
16 μm → 6 μm → 3 μm, β > 1000
    
    

        
フィルターバイパス圧
        
3.5 bar
    
    

        
熱交換器
        
プレート型、50 LPM、冷却水6 kgf/cm²
    
    

        
空気シミュレーション圧力
        
高圧・低圧回路で調整可能
    
    

        
駆動システム
        
電動モーター＋1:4.32ギアボックス
    
    

        
モーター速度範囲
        
500–6200 RPM
    
    

        
速度精度
        
±1 RPM（エンコーダーフィードバック）
    
    

        
電源
        
415 VAC ± 10%、50 Hz、三相
    
    

        
制御インターフェース
        
PLC/HMI、手動オーバーライド付き
    
    

        
パルスデューティジェネレーター出力
        
27 VDC、40 Hz、デューティ比調整可能
    
    

        
保存油温度
        
70 °C ± 2 °C
    
    

        
安全機能
        
防爆設計、非常停止、過圧保護、低レベル遮断
    
    

        
配管
        
シームレスSS-300、航空宇宙グレードフィッティング
    
    

        
メンテナンスアクセス
        
前面アクセス可能なフィルター、バルブ、計器類