航发小知识18—航空发动机试验(一)

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“今天的试验是为了明天的飞行”这是美国阿诺德发展试验中心(AEDC)的大幅标语。研制经验表明,花在航空发动机试验上的时间约占总研制时间的70%以上,一款新型发动机投入使用,这意味着要进行十几万小时的试验。航空发动机试验是个漫长的过程,过程中如出现问题还要不断排故改善。所以行业内也经常讲的一句话:航空发动机是试出来的。由此可见试验的航空发动机的重要性。发动机试验根本目的就测试提高发动机性能、操作性、耐久性。

航空发动机试验分类方法比较多,试验的分类多种多样。1按所研究的物理过程区分,如点火、启动、超温、超转、加减速性、耐久性、环境适应性、减少污染以及降低噪声等试验。

2)按发动机组成分可有:整机试验、压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、喷管、调节系统和附件系统等试验。每个部件又有多项试验,如压气机的性能试验、容忍畸变能力试验、喘振裕度试验、压力机流场动态测量和进口整流叶片多级可调功能试验等。比较通用的分类方法是3)按试验的最终目的区分,它可以分为研究探索性试验、新机或改型试验、批产常规试验。以下我们重点介绍第三种,即按试验的最终目的区分的试验。

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(1)科研、探索性试验

一听这个名字还是好理解的,试验目的就是针对科研型发动机进行相关试验。其内容有可有①研究发动机、部件及附件的通用特性;②积累试验数据、资料,寻找通用计算关系、经验关系式,以便在设计、计算时应用。③探索新燃料(如含金属燃料和低温燃料)使用的可能性。④发展测试系统自动化、综合化及智能化,寻找更完善的测试方法。这类试验来讲就是具有基础性和探索性。

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(2)新机或改型试验

新机即新型研制的发动机,这个改型就是针对已有既定型号进行结构上的适当改进以适应提高不同要求。如ws10,其也有10A、10B等不同改型。对于这类发动机通常都是做一些针对性、应用型很强的试验,发动机本身一般会采用某些新的设计、新的材料、新工艺等,可分为调整试验和国家设计定型试验。

1.调整试验:

该试验包括改进发动机工作过程和调节系统以达到所要求的参数;修改发动机零件、结构,检查材料,改进工艺,以保证产品的强度和可靠性;修正不同外界环境影响下发动机使用特性等。调整试验内容包括:地面试验、飞行试验、整机台架试车、部件和附件模拟试验等。

2.国家设计定型试验:

这是国家主管部门验收新机和改型定型的试车,它包括以下内容。

① 确定被提交的发动机参数符合设计技术条件所规定的指标。

② 用 150 h 耐久性试车(早期采用全寿命试车)检查发动机,试车程序按型号规范中的规定。 试车完成后,分解发动机,检查所有零件的磨损、变形, 进行微分测量,探伤并记录所有的故障。 试车程序应能达到对研制质量考核的目的。试车前后,录取发动机的性能数据,对比试车前、后的性能,发动机性能衰退(试车后性能恶化) 应在规定的范围之内。

③ 评价和分析发动机零件、部件和结构完整性及标准件、标准结构的应用水平。

④ 评价发动机的使用完善性、操纵适宜性、检查和维护的方便性等。

⑤ 确定成批生产发动机的标准样机。

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(3)批产发动机常规试验

这类试车针对发动机产品而言,因为都是成熟的发动机了,所以批产发动机常规试验就是对产品出厂前的检验。其内容有包括工厂试车、检验试车、交付试车。

常规试车中保证发动机飞行技术数据的基本参数都应调整和检查,如推力、排气温度、最大转速、耗油率、滑油消耗量、振动值;慢车状态转速、推力;加速时间、滑油压力和流量、启动过程参数和各种具体结构形式的发动机所固有的一些参数,如对加力式涡轮喷气发动机为加力点火的同步性;涡轮风扇发动机为转子的转差率;涡桨发动机为螺旋桨的自动顺桨性等。

航发研制三大支柱技术即设计、制造、试验,航空发动机试验技术作为航发研制三大支柱技术之一是相当重要的。本期我们暂时开个头,大致介绍了航发试验的类别,之后的文章我们陆续深入介绍。欢迎各位看官继续关注阅读!

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