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时间:2011-02-10 16:03来源:蓝天飞行翻译 作者:admin
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高空试验台有 %种型式:连接式高空舱、自由射流式高空舱和超声速风洞。
(")连接式高空舱
连接式高空舱用于模拟发动机内部气流流动,而不模拟外部流动,即是将相当于飞行条件下飞机的进气道出口状态总温、总压的空气供给发动机,并在发动机周围的试验舱内模拟相当于飞行高度的静压。被试发动机安装在试验舱内,试验舱用隔板分成前后两部分,前舱收集空气。图 < >? >"示出典型连接式高空试验舱。该舱进气温度,范围为 > 63 @ %33A。试验 "<" BC D 1的加力式涡喷发动机的工作包线如图 < >? >"( E)所示。该高空台能满足工作范围很宽的一系列涡喷发动机性能要求。它装有冷、热气流的处理设备,由此流出的气流可与环境空气混合,以模拟工作范围的特定工作温度。图 < >? >"( F)示出该舱能获得的进气温度范围。该舱除能在稳态条件下检查性能以外,还能测定发动机在瞬态循环中的工作情况。发动机试验数据通过数来装置和计算机输出,还采用摄影和显示系统指示被测参数。
高空试验台的试验舱亦称温度压力舱,简称温压舱。
隔板 6把试验舱分成进气舱(前舱)和后舱。后舱保持静压等于模拟高度的气压。带有双扭线进气道的发动机进气部分放在温压舱的前舱内。隔板和发动机之间留有不大的径向间隙,以保证测量推力时所必需的发动机自由移动。在设备进口装有整流锥 %,借此在发动机前获得实际上是径向的空气,亦即进气冲量等于零,从而简化了推力计算。在发动机后面装有试验台扩压器,使喷气流的动能转变为静压,也就是改善了抽气机的工作条件。
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图  " "%典型连接式高空试验舱
带有隔板的高空试验台不足之处在于空气经过发动机与隔板间隙的漏气。由于这个原因降低了可达到的模拟高度极限和推力测量的准确度。同样,还由于沿发动机和测力装置外表面的静压分布而产生推力测量误差。
从一个试验转换到另一试验时,进气温度对装在舱内的所有设备和仪表的影响是引起试验过程中个别参数测量准确度降低。又由于温压舱热惯性大,所以调到规定状态所需时间较长。
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()自由射流式高空舱
这种高空舱可以模拟包括进气道在内的整个动力装置的内部流动条件,而且还能模拟沿某一轨迹的飞行条件。图 "  示出发动机一进气道装于自由射流高空舱中的简图,自由射流喷管提供超声速射流,射流空气以飞机的飞行速度流过,进气道一发动机处于“自由飞行状态”下进行试验。

图 "  %自由射流式高空舱这种高空舱的气源供气和抽气的流量约为发动机本身需要空气量的  &’倍,即供入超声速喷管的空气流量有 ()’ &( )进入发动机,而有 () & )’从溢流扩压器流过而进入抽气系统,以造成超声速进气道的进口条件。自由射流高空台的气源及所需功率,约为连接式的  &’倍,运行费用也要高  &’倍,因而一般仅在发动机整个飞行包线的高空高速飞行区,即对进气道与发动机匹配有较大影响区进行试验,而发动机本身大量的研究性试验工作仍是在连接式高空台上进行。(’)高空试验台的组成高空试验台是一种很庞大的试验设备。设备主要包括一个气源站、两个连接式试验舱和一些辅助设备。
(号试验舱为轴向进气,主要用于涡喷和涡扇发动机试验; 号舱为侧向进气,主要用于涡桨和涡轴发动机试验。英国曾经利用该设备研制了达特、康维、斯贝、 *+,--、*+((和 ./00等发动机。有关加力燃烧室的试验也都是在这两个舱内进行的。
1高空台及其试验技术的发展
由于先进军民用发动机的迅速发展,继续新建和扩建高空模拟试验设备是一项重要任务。用于军用发动机试验的高空台将在自动控制、自动测试上采用更新的系统以增强其试验功能。用于 23 (和 (3 (的高涵道比大推力的超级民用发动机试验的高空台,主要是增大舱的尺寸。建立巨型高空试验台是航空发达国家竞争的主要发展项目之一。
值得注意的是经济大国日本已投资 (1 2亿美元于 (--’年开始兴建日本军用喷气发动机高空台,用于分析发动机的高空性能。该高空台占地 (0045,模拟高度 ’45。
高空试验台的发展还表现在:
其一,随着飞机一体化设计的发展,提出了复杂的前体效应模拟课题,即研究飞机机身或机翼与推进系统的共同工作问题。这对高空试验设备提出了更高的要求。同样,机体后机身与发动机喷管的共同工作也是高空模拟试验的新领域。
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其二,随着数字式电子计算机的发展,进行发动机的实时模拟,验证推进系统高空性能和特性的数学模型也是高空试验的新任务。数值实时模拟与高空模拟试验相结合,经济效益十分显著。
其三,随着试验技术的发展和测控设备的更新。要求模拟机动飞行中的飞行轨迹(飞机在机动过渡态飞行)的试验已开展起来。
其四,随着发动机对环境适应要求的提高,在高空试验台进行环境试验的项目越来越多。从过去简单的防冰试验,逐渐发展到利用高空试验台进行吞水、吞砂、吞燃气和高低温环境启动加速试验等,大大丰富了高空模拟试验技术的内容。
其五,发动机的重大改进也必须在高空台中进行,促进了高空台试验技术的发展,诸如发动机操纵性试验,反推力装置试验,推力矢量喷管试验、全权限数字电子控制系统与矢量喷管相结合试验等。
最后,随着电子技术和计算技术的发展,研制、设计、生产和使用部门愈来愈重视高空试验台的测量与控制系统的更新、改造、增添和重新配置。这不仅可以提高测量数据的精度,更重要的是可以减少试验能源消耗并提高试验效率。
二、自动化数据采集系统
高空台数据采集系统是用于发动机高空模拟试验录取其性能参数和典型截面测量参数的测控系统。 "高空试验台是一典型用于涡喷涡扇发动机进行高空模拟试验设备。该设备的数据采集系统是一种测量通道多、功能齐全、采集速度高以及工作可靠的先进测试系统。该系统主要包括三大部分: %&&’()高速前端采集子系统, *+,-))压力电子扫描采集子系统和 ./0-))) 1 2))控制与处理计算机系统组成。图 , 1’ 13示出 "高空台数据自动采集和处理系统。
 
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