图 " "%航空发动机相对的研制难度新发动机定型试难可以分为六个方面,其各方面的具体试验如表 " "所列。表 " "%新发动机定型试验项目
名%称 主要项目
可靠性试验 ()试车检查;()振动试车;(&)发动机校准;(’)长期试车, (个阶段 ) *小时 +阶段;(()启动试验;(*)发动机重新校准;(,)发动机分解检查后再装配试车
结构完整性试验 ()压力试验;()转子结构完整性试验,转子超温、超转试验、盘破裂试验;(&)零部件及整机低循环疲劳试验;(’)叶片包容性试验;(()静载荷试验;(*)振动及应力试验;(,)整机回转模拟陀螺力矩试验;()涡轮盘、轴试验;(-)热试车;(.)压气机喘振裕度试验
高空试验 ()高空发动机校准;()高空功能试验;(&)高空启动和再启动试验;(’)进气道畸变试验;(*)高空风车试验
环境试验 ()低温、高温启动和加速试验;()结冰试验;(&)腐蚀敏感性试验;(’)吞鸟试验;(()外物击伤试验;(*)吞砂灰试验;(,)吞水试验;()武器排烟试验;(-)噪声分析;(.)排气污染;()在核爆炸后幸存能力试验
附件试验 ()附件校准;()模拟工作条件附件循环试验;(&)老化试验;(’)高温试验;(()室温长期试验;(*)低温试验;(,)燃油泵空穴试验;()附件重新校准;(-)滑油箱试验;(.)附件传动 —功率引出试验;()发电机试验;()热交换器试验;(&)防火试验;(’)液压系统试验;(()振动试验;(*)电器附件环境试验,包括潮湿防霉菌腐蚀、防爆、防尘、冲击、点火积炭、浸水和电磁干扰等试验
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()性能换算因子验证试验;()应急燃油试验;
(")替代燃油试验;()发动机散热及滑油冷却试验;(&)(’)启动
(%)滑油中断试验;抽气试验;其他试验扭矩试验;飞行姿态试验;雷达横截面测定;红外辐射试验;
(()())(*)()发动机电源损坏试验
++值得说明的是,目前,各国航空发动机可靠性和适航性定型鉴定,基本都采用 %*,或 &*,耐久性试车。这种试车由若干阶段组成,每阶段为若干小时(如 &,),并分几个循环。试车程序在型号规范中规定。在新机研制中,要用新发动机试验若干次,直至通过国家规定试车为止。
"*世纪 (*年代加速任务试验方法的逐渐完善,明显地减少发动机试车时间、合理地反映了发动机使用任务、任务混频并着重保持了重要的应力循环或温度循环,因此在先进国家发动机研制中获得较广泛的应用。耐久性试车和加速任务试验主要目的是鉴定规范所要求的性能、使用极限、启动和加速性、抽气、低循环疲劳和适航性要求。
结构完整性试验主要是为了保证发动机的可靠性和寿命。
高空试验的主要目的是对发动机的高空性能进行鉴定,特别是对飞行包线边界点,测得的稳定状态、过渡状态和启动特性均应符合规范要求;在规定的进气道畸变状态下能正常运行。
高涵道比民用发动机于 "*世纪 (*年代末投入使用,在贯彻结构完整性设计中实现了性能和可靠性综合设计。例如, -"%**发动机的风扇采用宽弦无凸肩叶片; *级高压压比达 &,多变效率达 *. ),喘振裕度达 */;燃烧室采用精铸瓦片式内壁板,即浮壁式火焰筒,耐高温及易维修;涡轮采用三维气动设计,高压滑轮效率达 *. )*",低压涡轮效率达 *. )*,主动间隙控制,单晶气冷叶片,有热障涂层的导向叶片;全权数字式电子控制器,改善性能,提高可靠性,减轻质量,具有良好的经济性; -"%**于 ))"年取得适航证。在采用这些先进技术下进行了大量部件试验,诸如提高压气机喘振裕度试验、间隙测量、三维高温涡轮出口流场测量、浮壁火焰筒试验和温场调试、先进冷却技术试验研究、数字式控制器功能试验等。
四、试验方法的发展
.性能试验
目前的试验设备和测试技术对于确定发动机总性能是足够的。为了确定和改进各种发动机对于特定部件的性能要求,应进行更详细的发展试验;另一方面降低耗油率已成为研制发动机更为重要的技术目标。因此,性能试验发展的重点为:
表 ( 0 0"列出发展性部件主要试验。
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第八篇 %航空发动机试验和测试
表 " "%发展性部件试验
部件名称 试验内容 说%明
压气机 ()进行压比达 :的五级压气机试验验证()单级压气机试验验证(&)离心压气机与效率相当的轴流压气机的试验验证(’)滞止失速试验(()高叶尖速度风扇试验())大流量引气压气机试验验证 保证压气机工作效率和保证喘振边界不变的同时,减少压气机级数、叶片数目,增加级载荷,采用粉末冶金材料,提高工作转速
燃烧室 ()瓦片式燃烧室试验验证()高温多孔层板式燃烧室试验及其耐久性验证(&)高马赫数燃烧室的试验(’)温度场调试技术(()燃用代换燃料、降低耗油率试验())减少排放物的试验研究 研究低循环疲劳寿命高 * ’倍的火焰筒、改进冷却方式、减少排放物、提高温度场的均匀度
涡轮 ()高温涡轮试验()小展弦比不冷却涡轮的试验(&)变几何涡轮试验(’)三维气动设计 +传热的验证试验((),,,,次循环的涡轮鉴定试验())先进冷却技术试验研究(-)陶瓷材料的应用试验 研制提高耐久性达 &倍效率高 ,.的变几何涡轮,研究气动 —传热冷却体系和陶瓷材料
调节系统 数字式调节器功能试验 实现复杂调节,充分发挥发动机性能潜力
%% 影响耗油率诸因素的试验研究,减少污染排放物的新型结构燃烧室试验,主动间隙
控制,高效率压气机和涡轮,减少冷却系统损失等的鉴定试验。 "确定部件性能对整机性能影响的试验。 提高测量仪器水平,提高测量精度,减少仪表、探头干扰气流,发展激光测试技术和
光学高温计、光纤测量系统。 发展三维、动态测量新技术;实现数据处理自动化、实时及可视。 /操纵性试验操纵性试验仍处于发展阶段。虽然采用计算机控制的空气射流式畸变发生器和孔板
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