图 " "%温升率对发动机工作线的影响
图 " "%测定气动扰动对发动机稳定性影响的布局
发动机稳态工况下气动扰动临界值测定。它是将 &’ ()平稳移动到 &’ ()*+,其后逐步移动直至达失稳处。每次扰流板位置固定后,发动机工作 ,-.。在扰流板最大允许高度下确定综合畸变指数 /:
/( (" )0 12 (" ) (+" " )3 " 12
式中, " ) ———低压区总压系数平均值; " 12 —
—面平均总压系数,即发动机面平均总压与未扰动气流总压之比,4512 3 4); 12 ———面平均紊流度,即
12 ( %.-3.
-(+
发动机过渡工况下气动扰动临界值的试验。其试验是在迅速移动油门杆从最大一 •+)76•
慢车一最大下验证扰流板造成的气动扰动对高压压气机工作状态的影响和确定临界工作条件。 确定接通全加力过渡工况下进口不均匀总压流场的影响,从而确定加力燃烧室点火所需的局部稳定裕度。
图 " "示出某加力铽涡扇发动机做试验时各测量截面标号和压力、温度测头的详细布局。试验时修改加力燃油系统,使它不工作并使主喷口面积能够独立地从全关闭增到全打开,面积最大达额定面积的 %&’。尾塞能进喷口里把面积减小到额定面积的 &(’。修改放气机构,使其能保证发动机低转速下关闭和高转速下打开。
图 " ")双轴涡扇发动机测试仪器安排增加燃油跃增装置,通过高压氮气压出燃油,注入发动机与燃油控制器之间的燃油系统里,跃增量可以用输入到储油器里的氮气压力和时间的长短来控制。测量时稳态测试仪器有数字式自动多点压力记录仪,量程为(*+ ,-*--+). / 01(、
((2 ,-*--(2). / 01(和(+ ,-*-+). / 01(。高响应瞬变测试仪器用于发动机喘振时测量风扇和压气机内压力峰值持续时间少于 %-13的压力脉动和记录发动机喘振发展过程。这种测试仪器的频率特性约为 --45,振幅最大误差为 , 6’。每一个动态传感器附近都装有一个稳态压力测量,作为动态数据的校准基值。 *畸变装置常用的总压畸变模拟装置主要有:模拟网、模拟板、插板扰流器、空气射流畸变发生器和紊流发生器等。
•%-6&•
()模拟网模拟网是最常用的模拟装置,国内外涡喷和涡扇发动机军用规范也都推荐使用模拟网。它是由支架、托网、基网和贴网组成,而贴网有各种不同的规格和形状。(")模拟板
模拟板可以较真实地模拟给定条件下发动机气动界面的总压畸变和紊流度。模拟板的板条宽度和厚度可以根据需要而改变,板条边缘可以做成各种形式的倒角,因而板后气流形成一定强度的紊流,以模拟稳态总压畸变和紊流度。模拟板可产生 "的面平均紊流度。
(%)插板扰流器
插板扰流器用来确定发动机的临界畸变指数。插板扰流器形式如图 %—&"所示。它可以在发动机进口产生压力损失,且边缘的分离流可产生紊流。扰流板插入深度越大,发动机进口总压损失、综合畸变指数、稳态周向畸变度、低压区的周向范围也就越大。某型涡扇发动机插板插入深度与综合畸变指数的关系。
(&)空气射流式畸变发生器
空气射流式畸变发生器是通过主流和逆流喷射的二股空气流的动量交换产生畸变的,而二股气流的空间位置和流量均可按要求加以控制,这样可以产生多种形式的畸变流场。因此,空气射流式畸变发生器成为当代高效试验研究相容性的先进、有力工具。
这种畸变发生器由两个子系统组成:一是高压气源和调节系统;二是用来建立畸变流场的数字式计算机控制系统。
过滤后的二股气流通过双量程流量测量系统调节压力,然后通过高温和低温调节系统每个调温系统都包括换热器流路和旁路流路。采用自动控制装置混合来自换热器的空气和旁路空气,使之在调温系统出口处达到所要求的温度。换热工质为蒸汽或液氮。调温后的空气通过压力控制系统进入供气总管。
调节后的空气从总管分流到进气道整流支板内的导气管中,每个支板装有 " %个喷嘴,气流从喷嘴中逆主流方向喷出。供气总管出口设有 ’(个喷气控制阀门,它们均按要求调节气流,在指定位置处产生所要求的总压损失。二股气流的温度由旁路气流调节。
由一台计算机分别控制 ’(个喷气控制阀门。在发动机进口测量出总压分布,求出平均压力并无因次化后转换到喷嘴平面,同时把 ’(个空间位置实际压力相比较。这个信息送到计算机。之后,计算机按要求向喷气控制阀发出指令或开、关或不动作,从而建立所要求的流场。
传给每个喷气控制阀的指令是由计算机程序逻辑确定的,其控制逻辑方块图如图 ) *%
* 所示。基本的逻辑功能是确定整个流场均方根误差和每个空间位置的单独误差。控制阀的开关方向须通过每个空间位置的压力测量值与要求压力值的比较来确定。局部压力误差大的区域,对应的那些二股气流控制阀门就移动,而对其他阀门则保持不动。
工程上,常常采用总畸变度 +来表示流场的畸变特性:
-
./0 *-
+ , .12 , 44
-
/3
式中,-/3、-./0、-.12 —
—分别为发动机进口平均总压、最大总压和最小总压。
•4’)•
图 " "%&空气射流式畸变发生器系统简图
图 " "&空气射流式畸变发生器的气流分配系统的计算机控制逻辑 中国航空网 www.aero.cn 航空翻译 www.aviation.cn 本文链接地址:飞机检测与维修实用手册 3(93)