发动机试车台设计

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小型发动机试车台的设计及其主要参数的测定
一、引言
1.航空发动机试车台概述
1.1航空发动机试验的重要性
航空发动机试车的一般概念:
航空发动机提供飞行的动力,与地面、水面运输动力不同,当地面、水面运输的动力装置不同,当地面、水面的运输动力出现问题时,可以停车来处理问题,而航空发动机的工作岗位是数万米的高空,发动机一旦出现问题,飞机将失去动力,以致无法保持飞行高度,会造成机毁人亡的事故。同时,与其他的机械设备相比,发动机结构十分复杂,零件数目达几万个。而且发动机的主要零部件的工作环境极其恶劣,常常处于高温,高压和高速运转的工作状态。任何一个零件出现问题,都可能导致发动机停车或破坏,并引发灾难性后果。因此,在任何一台发动机投入使用之前,必须对其性能,强度,功能以及可靠性哟充分的认识和了解,以便安全、合理、有效的使用,做到万无一失。
另外,由于航空发动机的研制和发展是一项涉及空气动力学、工程热物理、传热传质、机械、强度、震动、密封、电子、自动控制等多学科的综合性系统工程,而且发动机内部的气动、热力和结构材料特性如此复杂,以至于到目前为止,仍然不能在理论上给予详尽而转却的描述,所以只有依靠对发动机的试验来获得。通过试验,可以验证设计,扩展已有的经验关系式,并有可能促进对物理机理的进一步认识,而航空发动机设计能力的提高,也主要依靠实验数据的不断扩大和完善。近百年来国内外航空发动机的实践表明,新型发动机的诞生和现役发动机的改进、改型都离不开试验。航空发动机的发展史就是一个设计,制造,试验,修改,再制造,再试验等不断反复的过程,甚至有人说,发动机主要是靠式出来的。由此可见,试验在航空发动机研制过程中起着举足轻重的作用。
1.2.国内外航空发动机试车技术的现状
美国阿诺德发展实验中心(AEDC)大幅标语曾写道:今天的试验是为了明天的飞行。足见试验测试技术在航空发动机的研制中举足轻重的地位。在国际航空工业领域,试验测试技术与设计计算分析、制造技术并称为研制航空发动机的三大支柱技术。同时,作为支撑现代航空工业发展的基础技术,航空发动机测试和试车渗透到了航空发动机生命周期的每一个环节,称为航空发动机生产过程中年个不可或缺的关键步骤。无论是新型发动机的研制,还是现役发动机的改型,都与发动机试车测试技术有密不可分的联系。
航空发动机的试验测试技术是与单签航空技术发展相辅相成的,并且随着航空技术新技术的出现和发展,同步完成其自身的测试设备、测试技术、以及试验结果处理方法的进一步提高和改善。
航空发动机试车技术是活塞发动机、涡喷发动机、涡扇发动机等其他涡轮系列发动机,在翻修、检修或整机出厂前的最终检测手段。通过试车达到性能调整、
摄像机标定磨合运转、检查修理质量的目的,最终给给出发动机出场性能报告。众所周知,航空发动机试车玉树责任重。风险大、耗能高的试验项目,而发动机工作过程中的振动打、噪声高、干扰信号强烈等的复杂环境对试车中多种参数的测控、数据处理提出了极高的要求。
1.3航空发动机试车台概述及其分类
1.3.1地面试车台
在地面条件下进行的发动机试验,用于调整发动机性能,考验可靠性和耐久性,并最终鉴定发动机是否符合型号规范。在普通地面试车台上加装进气加温加压设备(或称进气冲压试验设备),可代替高空试车台进行模拟飞行包线内发动机进口最高总温度和总压力的持久试验。
1.3.2高空试车台
在地面模拟高空试车设备上,模拟飞行状态(飞行高度、飞行马赫数)和飞行姿态(飞机迎角、侧滑角)对发动机进行的稳态和瞬态试车。实际上,就是在地面人工创造一个与飞行状态相当的环境(气流的压力,温度和方向),把发动机装在里面试车。模拟高空试车的目的有:
1.鉴定发动机在整个飞行包线内(必要时可超出飞行包线)的性能、功能、稳定性、可靠性、结构完整性以及环境条件的适应性。
2、研究整个发动机及各部分及系统的性能潜力,以及外部环境对性能的影响。
3、分析和研究发动机的使用故障。
据统计,美国,中国,英国,法国,德国和加拿大都拥有发动机模拟高空试车台,其中美国有14个基地约32个实验舱和4个推进风洞,英国有3个基地10个实验舱,法国有一个基地7个实验舱。这些实验舱的直径为3到8厘米,空气质量流量在140到1500KG/S,考虑到第四代战斗机试验的需要,美国在20实际60年代中期就开始运量建立规模更大的高空模拟试车台,简称ASTF。经过10多年的论证和设计,于1977年开始建造,计划投资5亿美元。总设备达38KW,实验舱达8M,长25M,它既可以做直接连接式试验,也可以容纳整个发动机,在-15º到+15º范围内的偏航角和+45º到-15º的迎角范围内做连续变化的飞行条件的瞬态试验,使得高空试验条件更接近于真实飞行条件。
1.3.3飞行试车台智慧珠拼盘
由于地面模拟高空试验不可能完全模拟实际的飞行条件,因此必须将发动机装在飞机上进行试验,飞行试验是在飞行的试验台上或在原型机上进行。飞行试验台一般由大型运输机或轰炸机改装而来。飞行试车台的有点事建设经费低,使用条件真实,其缺点是飞行包线有限,试验周期长。飞行试车台试验与地面模拟高空实验技术的不断完善,第三代发动机科技不经过试验台而直接在原型机上精心试飞。
飞行试验台试验的主要内容有:
1.校核发动机的风车状态和种种再启动
2.检验发动机控制系统的工作状态
3.录取一定范围内的高度和速度特性
4.试验发动机的过渡状态和性能。
5.确定各种飞行状态下的飞机家里稳定工作范围
6. 进行武器发射排烟的吸入试验
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原型机试飞是把发动机装在与之相配的飞机上进行飞行试验,可以验证发动机的使用性能,检查进气道,发动机是否匹配,以及武器发射对发动机性能的影响和发动机空中启动性能等。
航空发动机试车技术是活塞发动机、涡喷发动机、涡扇发动机等其他涡轮系列发动机,在翻修、检修或整机出厂前的最终检测手段。通过试车达到性能调整、磨合运转、检查修理质量的目的,最终给给出发动机出场性能报告。众所周知,航空发动机试车玉树责任重。风险大、耗能高的试验项目,而发动机工作过程中的振动打、噪声高、干扰信号强烈等的复杂环境对试车中多种参数的测控、数据处理提出了极高的要求。
二、试车台总体布置
2.1试车台功能
试车台就是完成发动机试车大纲规定的试车项目。发动机制造厂及修理厂的试车,其主要内容均是发动机磨合运转、调整发动机参数、检查发动机装配质量、发动机永久试车等。科研及教学单位通常是按照科研及教学任务要求的试车大纲进行试车。
2.2试车台位置
试车台位置不仅影响发动机的试车寿命,还影响所在地区的环保。选定试车台位置时应该按一下原则:
1.试车台位置应远离办公区及住宅区等人员密集的场所,以避免或减少噪声
干扰。如夜间试车,试车台与住宅区的距离应该大于500米,如夜间不试车,此距离可减小到300米。
2.应尽量布置在厂区、住宅区的常年下风方向。
3.应尽量离开砂岩铸造、喷砂铸造、涡炉房、煤堆场等,避免烟尘、粉尘及
砂微粒被吸入发动机。
4.应注意毗邻地区有无污染源。并注意其性质、间距及风向等。
5.应使试车台中心轴线垂直于常年风向,以避免排气口排除的燃气被风吹融乳鸽养殖
入进气口,重新吸入发动机。如难以实现,试车台近期入口和排气入口应采取措施。
6.试车台附近不该有锻造、冲压等产生强烈震动的设备及高啊供电线、大变
电站、大电磁铁等产生强磁场的设备,以保证试车台测控仪器的正常运作,如距离较近,应加强隔振、减振、及防磁干扰等措施
7.试车台与附近厂房的防火距离应符合设计防火规范的规定,如不符合,应
加强防火措施,并要征得当地消防部门的同意。
8.试车台与发动机总装、油封包装车间的距离应尽量短,以便组织之生产。
出入试车台的道路应平整、不宜大坡度、小弯道、以保证运输安全。
9.水平进气的试车台,进气前方宜15米内无建筑物,后发给排气也应通顺。
10.如果一个以上的试车台应尽量集中布置。并考虑以后增建试车台的余地。
2.3 试车台类型
按试车台用途分类表
示例图及说明
占地小,此类型较常见
2.3试车台组成
试车台是是有试车设备机器建筑物组成:
试车设备主要包括:试车台架;发动机给中工作系统(如燃油、华油‘为喷口操纵等);电器控制;测量系统及其他辅助设备组成(如导流片、影射筒、消声装置机器吊装设备等)。
试车台建筑主要包括:进气道;试车进;拍期间;操纵间;测试间(放置燃、滑油等系统的设备);电器设备间;准备间(在此进行发动机试车前后的整理工作);辅助房间(如继续、电修、仓库及办公室)及生活卫生间。
2.4试车台布置
试车台布置主要考虑一下内容:
1.呗试发动机的机型、数量级操纵要求。
2.发动机试车台架类型型式、如支撑式、牛腿或屋顶悬挂式、机翼型支撑
或悬挂式。涡轴发动机台架语气测试功率装置匹配型式等;安装发动机
中心线的高度;台架校准方法机器附加设备等,如发动机防尘网、快速

本文发布于:2024-09-22 19:43:34,感谢您对本站的认可!

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