發(fā)展階段，這亦是研發(fā)先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的必要條件。
二、試驗(yàn)技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展
航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制和發(fā)展使試驗(yàn)技術(shù)經(jīng)歷了性能試驗(yàn)、操縱性試驗(yàn)和可靠性試驗(yàn)三個(gè)發(fā)展過程。其各項(xiàng)試驗(yàn)的發(fā)展途徑主要包括以下幾方面。
探討適應(yīng)新特性要求的試驗(yàn)方法，或研究新條件下發(fā)動(dòng)機(jī)的特性。諸如變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)全尺寸試驗(yàn)，暴雨條件下斷開滑油系統(tǒng)的自轉(zhuǎn)狀態(tài)試驗(yàn)，燃油中斷試驗(yàn)，在 "以上的高渦輪進(jìn)口溫度下試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)。
"尋求并選擇比較完善和經(jīng)濟(jì)的試驗(yàn)方法。諸如試驗(yàn)條件盡量接近實(shí)際使用條件，多任務(wù)試驗(yàn)，在幾何尺寸、氣動(dòng)參數(shù)或按時(shí)間都成比例的模型試驗(yàn)（如降壓降流量的燃燒室扇形段試驗(yàn)）。
建立和發(fā)展受損程度等效而時(shí)間明顯縮短的加速任務(wù)試驗(yàn)（ %&’）方法。
建立典型試驗(yàn)方法。諸如按熱力學(xué)參數(shù)偏差診斷發(fā)動(dòng)機(jī)法，動(dòng)態(tài)畸變模擬方法，使用條件模擬方法。
%發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)和綜合診斷的一體化、自動(dòng)化及實(shí)時(shí)處理。
&研究和發(fā)展不影響所研究過程的非接觸測量法。諸如采用激光全息攝影技術(shù)觀測風(fēng)扇葉片通道內(nèi)激波、渦流、尾跡、激波與附面層的相互作用及分離后的附面層，激光感生熒光測溫，相干反斯托克斯喇曼光譜（ (%)*）測溫技術(shù)，激光多普勒測速技術(shù)，相位多普勒粒子分析技術(shù)等。
’建立規(guī)模大、水平高的試驗(yàn)設(shè)備。諸如投資巨大的高空模擬試驗(yàn)設(shè)備，全壓全流量環(huán)形燃燒室試驗(yàn)系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)動(dòng)載荷模擬試驗(yàn)器，全自動(dòng)化試車臺(tái)，計(jì)算機(jī)控制的動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)器；綜合環(huán)境試驗(yàn)系統(tǒng)，特種試驗(yàn)設(shè)備（側(cè)風(fēng)、噪聲、投鳥、反推力、盤和葉片破裂、冷啟動(dòng)、防冰和防腐試驗(yàn)等），核心機(jī)低循環(huán)疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)、高度現(xiàn)代化的發(fā)動(dòng)機(jī)飛行試驗(yàn)臺(tái)及進(jìn)行三維流場研究的先進(jìn)設(shè)備等。
(采用新設(shè)計(jì)方案、控制系統(tǒng)的試驗(yàn)。諸如采用主動(dòng)間隙控制提高發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)效率、降低耗油率的試驗(yàn)（控制部件試驗(yàn)、振動(dòng)試驗(yàn)、高能 +射線瞬態(tài) ,持久試驗(yàn)、高空性能模擬試驗(yàn)和性能惡化試驗(yàn)等），采用三維噴管抑制紅外輻射試驗(yàn)，推力矢量噴管提高飛機(jī)機(jī)動(dòng)性試驗(yàn)，高穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)試驗(yàn)等。
)發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控和診斷功能試驗(yàn)等。
上述試驗(yàn)和設(shè)備的發(fā)展均與發(fā)動(dòng)機(jī)研制發(fā)展密切相關(guān)。例如，美國超聲速飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展速度很快，其重要原因之一即及時(shí)興建了高空模擬試驗(yàn)設(shè)備。因?yàn)閬喡曀侔l(fā)動(dòng)機(jī)一般是在高度低于 -.、速度小于 /0. , 1的條件下工作。因此，亞聲速發(fā)動(dòng)機(jī)可以用無因次相似原理，只做部件的高空模擬試驗(yàn)和整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)地面靜態(tài)試車，就可以比較準(zhǔn)確地推算出它在、行條件下的性能。在強(qiáng)度上，亞聲速發(fā)動(dòng)機(jī)最嚴(yán)重的溫度和應(yīng)力條件在起飛狀態(tài)，故只要通過地面試車即可保證強(qiáng)度。但超聲速發(fā)動(dòng)機(jī)的工作高度可大于 23.，飛行馬赫數(shù)大于 2，工作范圍很寬。發(fā)動(dòng)機(jī)在高空和地面、超聲速和亞聲速條件下的工作相差很大，很難通過部件的高空模擬試驗(yàn)和靜態(tài)試車來估計(jì)超聲速發(fā)動(dòng)機(jī)的飛行性能。
又例如普•惠公司和 45公司在實(shí)現(xiàn)先進(jìn)高壓渦輪設(shè)計(jì)中把有關(guān)載荷、流量系數(shù)、反力
•6•
度、展弦比和葉片轉(zhuǎn)角等全部參數(shù)都體現(xiàn)在當(dāng)代發(fā)動(dòng)機(jī)和研制機(jī)實(shí)際設(shè)計(jì)使用范圍內(nèi)。除了采用先進(jìn)的三維設(shè)計(jì)技術(shù)外，還高度重視先進(jìn)試驗(yàn)設(shè)備和測試技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用。新近在賓夕法尼亞州立大學(xué)渦輪機(jī)實(shí)驗(yàn)室建立了用于三維流場研究的試驗(yàn)設(shè)備和測試系統(tǒng)。該設(shè)備直徑 " %&、輪轂比 ’？(，流道中裝有擾流器， )(片導(dǎo)向葉片和 )片轉(zhuǎn)子葉片，其后是出口導(dǎo)向葉片。導(dǎo)向葉片和轉(zhuǎn)子葉片上裝有快速響應(yīng)壓力、切向應(yīng)力和速度的探頭及大量測試儀表，采用流動(dòng)顯形和激光多普勒測速儀測量，能詳細(xì)測量導(dǎo)向器尾流、轉(zhuǎn)子尾流和附面層。采用 "*’信道滑環(huán)裝置把轉(zhuǎn)子數(shù)據(jù)傳輸給固定測量系統(tǒng)。該設(shè)備能研究三維非穩(wěn)定 +穩(wěn)定、粘性流動(dòng)流場、轉(zhuǎn)子—靜子相互影響、葉尖間隙、二次旋轉(zhuǎn)渦輪、馬蹄渦形成及漩渦遷移等。
例 (是機(jī)動(dòng)性很大的飛機(jī)的機(jī)動(dòng)載荷，往往要比目前飛機(jī)經(jīng)受的機(jī)動(dòng)載荷大 *’,。這不僅要求提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比，而且也要求其結(jié)構(gòu)完整性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前發(fā)動(dòng)機(jī)的水平。靜態(tài)試驗(yàn)只能提供充足的數(shù)據(jù)來評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)的靜態(tài)性能，而飛機(jī)機(jī)動(dòng)載荷對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響卻知道得很少，只能靠飛行試驗(yàn)獲得有限的分析數(shù)據(jù)。因此，研制模擬機(jī)動(dòng)飛行的載荷模擬器和建立分析方法是十分必要的。美國于 )’世紀(jì) -’年代投資 ".’’萬美元建成這一設(shè)備。它與高空模擬試驗(yàn)設(shè)備一起確保了美國在發(fā)動(dòng)機(jī)研制方面的世界領(lǐng)先地位。該設(shè)備能在地面上準(zhǔn)確驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)在實(shí)際飛行狀態(tài)下結(jié)構(gòu)的完整性。
三、發(fā)動(dòng)機(jī)典型試驗(yàn)項(xiàng)目及說明
航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)是使其能夠得到不斷發(fā)展的基礎(chǔ)。一種新型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的投入使用，意味著要進(jìn)行十幾萬小時(shí)的試驗(yàn)。研制經(jīng)驗(yàn)表明，試驗(yàn)所耗費(fèi)的時(shí)間約占總研制時(shí)間的 .’,以上。
隨著性能、可靠性、適航性和維修性要求的不斷提高，新的試驗(yàn)項(xiàng)目亦在日益增加，而這些新試驗(yàn)的種種要求，將反映各類規(guī)范之間的更合理的平衡。軍用和民用發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展和定型試驗(yàn)可分為三大類：
•
性能試驗(yàn)；
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操縱性試驗(yàn)；
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耐久性試驗(yàn)。
性能試驗(yàn)通常測定特定設(shè)計(jì)條件下的推力、空氣流量和燃油流量，這些參數(shù)直接影響航程、有效載荷和機(jī)動(dòng)性；操縱性為對(duì)油門和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口條件變化的響應(yīng)。這一特性主要與帶加力燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)及其性能有關(guān)。耐久性包括諸如低循環(huán)疲勞壽命、應(yīng)力斷裂或蠕變壽命、抗外來物破壞的能力以及機(jī)械結(jié)構(gòu)方面的問題。
通常，這三類試驗(yàn)具有同樣重要性。但試驗(yàn)的類型各有所側(cè)重。例如，運(yùn)輸機(jī)的使用費(fèi)用很大程度上取決于耗油率。因此，運(yùn)輸機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)很可能側(cè)重于提高性能和耐久性；戰(zhàn)斗機(jī)依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)在寬廣的工作狀態(tài)范圍內(nèi)平穩(wěn)的操縱性和靈敏性，在這種情況下，操縱性會(huì)更加受到重視。然而，必須認(rèn)識(shí)到耐久性的必要性，如果一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常進(jìn)行修理和維護(hù)，即使發(fā)動(dòng)機(jī)的效率高、操縱性好也毫無意義。
從研制發(fā)動(dòng)機(jī)的難易程度來講，機(jī)械可靠性是最難的，其次是性能；在性能方面，降低耗油率又是競爭特別激烈的。未來發(fā)動(dòng)機(jī)排放物達(dá)到規(guī)定要求也是一個(gè)深入研究的課題。 •"’"-•
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