航空发动机有哪些重要测试 (航空发动机试验视频)

第一节 航空发动机试车的一般概念

意义:推进航空发动热试车试验的开展,同时发动机试车台,让航空发动机的试验由单一并且较危险的在翼试验,进步到在试车台上进行试验,这样就可以开展许多的故障模拟等试验内容。

一、航空发动机试验的分类:

(1)科学研究试验:研究发动机附件和部件之间的特性

(2)试制试验:长久试车,考验其可靠性和耐久性

研制试验可分为:

(a)性能试验:主要检验发动机的空气流量、推力、燃油消耗率和稳定性裕度;部件性能试验则主要检验部件的性能特性。

(b)适用性试验:测定发动机对油门和进口气流流场条件变化的响应。

(c)耐久性试验:包括低周疲劳寿命、应力断裂或蠕变寿命、振动特性、抗外来物损伤、包容能力等机械结构的强度试验。

(3)批生产发动机试车:每一台批生产发动机都要在地面试车台上进行两种试车:

(a)工厂试车

(b)检验试车。

从航空发动机各组成部分的试验来分类,可分为部件试验和全台发动机的整机试验,一般也将全台发动机的试验称为试车。

部件试验主要有:进气道试验、压气机试验、平面叶栅试验、燃烧室试验、涡轮试验、加力燃烧室试验、尾喷管试验、附件试验以及零、组件的强度、振动试验等。

整机试验有:整机地面试验、高空模拟试验、环境试验和飞行试验等。

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如果将一台发动机的设计看作是一个足球队的训练和培养,那么部件试验就相当于对每个队员能力的测试。其中部件性能测试相当于队员足球技术和基本功的测试,如带球、控球、传接球能力等;而零、组件的强度、振动试验就相当于队员的体能测试,如12分钟跑、往返跑等。发动机的各类整机试验则相当于全队的各种教学或模拟比赛,通过试验(比赛)来暴露和解决问题,而发动机一旦正式投入使用(服役),就好比到了正式的比赛场上。 “平时多流汗,赛时少流泪”,正如严格训练才能取得好成绩一样,只有以大量的试验为基础,才能保证发动机的各项指标满足设计要求,成为一个合格的产品。

第二节 航空发动机试验技术体系

研制中的航空发动机需要经过长时间的试车,以便调整它的性能,考验它的可靠性和耐久性。但在长期试车前首先要进行地面台架试验,试验内容包括:

① 各部件性能及其相互间的匹配与全机性能的调试。在试验中测量航空发动机流程各主要截面上的气流参数和发动机性能参数。 ②强度检验试车:测量航空发动机振动,主要受热零件的温度和叶片、盘等大应力零件的应变。 ③循环试验:在航空发动机起动、慢车到最大状态间反复作加、减速循环试验,以检验航空发动机零件的低周疲劳强度和密封件的磨损、转动件与相邻静止件的间隙变化。

④ 系统调整试验:包括对燃油调节器、起动点火系统、防喘和防冰系统、润滑冷却系统、压气机导流叶片和喷管等可调部件的调整试车。 ⑤ 吞咽和吞烟试验:以一定速度向发动机投射飞鸟、砂石、冰雹等外来物,检查发动机的承受能力。模拟发射*器武**时烟气吞入发动机后发动机的工作状况。 ⑥ 包容性试验:叶片在航空发动机最大转速下折断时,机匣应能将损坏物包容在发动机内。如果损坏物打穿机匣飞出发动机外,则可能造成飞机失火等灾难性事故。包容性试验就是检查机匣的这种包容能力。 ⑦ 环境试验:检查航空发动机对高温、低温、高湿、暴雨等环境条件的适应性以及对发动机进口压力或温度畸变的适应能力。

研制中的航空发动机通过这些试验后再进行长期持久试车。试车方案与批生产发动机长期试车相同。

新研制的航空发动机除进行地面台架试车外,在进行飞行试验前还需要进行高空模拟试验。这种试验的优点是不受自然气候条件限制,可以安置更多测试设备。一台新研制的航空发动机往往要进行1000小时以上的高空模拟试验。高空模拟试验按模拟的程度不同又分以下三类。

①连接式高空模拟试验:航空发动机与供气的管道直接连接。试验时只在发动机进口模拟与一定飞行高度和速度对应的进气压力和温度,舱内压力则保持与这一飞行高度的大气压力相等,设备的供气流量约比发动机进气的流量大10%~15%。在这种设备中可以进行发动机性能、各系统工作可靠性、低空高速飞行时发动机强度、高空发动机点火和燃烧稳定性、进气畸变和雷诺数影响等项试验。

②自由射流高空模拟试验:在高空舱的进口装有产生超音速射流的收敛-扩散喷管。航空发动机和进气道在模拟超音速飞行条件下进行试验,检验发动机与进气道的相容性。这种设备的供气流量为发动机进气流量的2~4倍。控制超音速射流的方向可以模拟迎角和侧滑角的变化。

③推进风洞实验:在大尺寸的风洞中对整个推进系统和飞行器有关部分(如部分机身或机翼)进行联合试验。推进风洞的供气流量为航空发动机进气流量的10~20倍。试验目的是研究推进系统与机体的相互干扰和推进系统的性能。推进风洞的设备庞大,试验的费用昂贵,所以航空发动机的高空模拟试验主要在前面两种设备上进行。