圖 " "%&空氣射流式畸變發(fā)生器和畸變網(wǎng)格產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口流場(chǎng)等壓線圖
這種裝置具有很高的靈活性并擴(kuò)大了所能獲得的流場(chǎng)范圍。
(’)動(dòng)態(tài)壓力畸變模擬設(shè)備
紊流發(fā)生器是一種動(dòng)態(tài)壓力畸變?cè)O(shè)備。它是一種帶堵塞錐的收斂—擴(kuò)散式進(jìn)氣擴(kuò)壓
器,靠調(diào)節(jié)堵塞錐軸向位置的方法來改變結(jié)尾正激波和附面層的干擾,從而產(chǎn)生相應(yīng)的紊
流流場(chǎng)。紊流發(fā)生器簡(jiǎn)圖如圖 " "(()所示。
另一種是轉(zhuǎn)—靜盤式畸變發(fā)生器。它是由開有一系列孔的一個(gè)轉(zhuǎn)盤和一個(gè)偏盤組成的。當(dāng)轉(zhuǎn)盤上的孔出現(xiàn)隨時(shí)間變化的對(duì)準(zhǔn)或錯(cuò)開,從而形成壓力脈動(dòng),產(chǎn)生紊流流場(chǎng)如圖())所示。
圖 " "&紊流發(fā)生器和轉(zhuǎn)靜盤式畸變發(fā)生器
*+總溫畸變?cè)囼?yàn)和試驗(yàn)設(shè)備總溫畸變?cè)囼?yàn)用于確定發(fā)動(dòng)機(jī)在穩(wěn)態(tài)工況和過渡工況工作時(shí)熱擾動(dòng)的極限允許值;評(píng)
定發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)對(duì)熱擾動(dòng)的敏感度;評(píng)定短時(shí)增穩(wěn)系統(tǒng)和消喘復(fù)原系統(tǒng)的可靠性和效 •,-,•
能。
()試驗(yàn)布局
圖 " %示出發(fā)動(dòng)機(jī)裝在有溫度畸變發(fā)生器的地面試驗(yàn)臺(tái)上簡(jiǎn)圖。溫度畸變發(fā)生器主要包括發(fā)生器噴嘴(裝在 &形火焰穩(wěn)定器的 &形槽內(nèi))、氣態(tài)氫燃燒器、測(cè)量裝置、分配管路和快動(dòng)閥組成。改變分配管路的氫氣壓力來調(diào)節(jié)熱擾動(dòng)值。發(fā)生器的這種結(jié)構(gòu)能再現(xiàn)進(jìn)口氣流的定常和隨時(shí)間變化的溫度不均勻度,并且加熱區(qū)的周向幅度在 ’() * ’()的范圍內(nèi)變化,發(fā)生器的控制系統(tǒng)應(yīng)保證下列特性:
圖 " %+發(fā)動(dòng)機(jī)在地面試驗(yàn)臺(tái)上的熱擾動(dòng)與組合擾動(dòng)試驗(yàn)的布局
熱區(qū)的空氣平均加熱由 ,( * %((-;
"溫升率 ( *%(((-./;
溫度脈沖持續(xù)時(shí)間從 (0, *,0 (/(模擬器一次接通和周期接通)到 %(/(緩慢增加供到模擬器的氫氣量)。(,)總溫畸變?cè)囼?yàn)總溫畸變?cè)囼?yàn)中,可在規(guī)定的穩(wěn)態(tài),過渡工況下,逐步增加熱區(qū)的加熱直到發(fā)動(dòng)機(jī)失去穩(wěn)定性,確定熱擾動(dòng)的極限允許值。 在發(fā)動(dòng)機(jī)的各種穩(wěn)態(tài)工況下,改變熱擾動(dòng)參數(shù)的組合,如熱區(qū)的周向范圍、溫升率和擾動(dòng)的持續(xù)時(shí)間,測(cè)定臨界溫升,試驗(yàn)時(shí)按下列順序組合熱擾動(dòng)參數(shù):
•根據(jù)溫度畸變發(fā)生器的可能性確定熱區(qū)的最大升溫速度 21 345、熱擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間 67 (0 8/的條件下,間斷地增大熱區(qū)周向范圍,在 % 9
即 % 93:; * ’()的范圍內(nèi)加熱;
•
根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,求出臨界加熱量最小角幅度 %<=9 ;
•在熱區(qū)范圍
% 97 % 9 ,6 7(08/條件下,間斷減小升溫速度,溫升率由 1降到 21
<=27 213457(-. /;
•在 % 97 % 9 、1的條件下,增大熱擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間;一般為 (08 *,0(/。
<=27 21345"發(fā)動(dòng)機(jī)在過渡工況(加速和減速)下, 7 % 9 ,2 7 21 345和 6 7(08/的熱擾動(dòng)條件下,
% 9 <=1
確定極限允許加熱值。
計(jì)算熱擾動(dòng)臨界值的試驗(yàn)結(jié)果包括初次處理和二次處理:初次處理是求沿流道的測(cè)量參數(shù)真實(shí)值,并繪出發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口的瞬時(shí)溫度場(chǎng);二次處理的目的是求隨時(shí)間變化的熱擾動(dòng)總參數(shù) &(2)、% 9、21。根據(jù)熱區(qū)周向范圍、溫升率和熱擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間確定發(fā)動(dòng)機(jī)面平均相對(duì)溫升臨界值 &2 與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的相互關(guān)系。
<=
•(’•
面平均相對(duì)溫升 "為
%& ’ (
"
(
式中,%& ")"& ("" ()*———面積加權(quán)的面平均溫度:
( ———發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口未擾動(dòng)的氣流溫度;下腳標(biāo) "表示熱擾動(dòng)的壓氣機(jī)進(jìn)口截面(如圖 + ’, ’)-所示); ———周向角度。
高溫區(qū)范圍 .是指高于面平均溫度的區(qū)域。溫度場(chǎng)的周向不均勻度("為 (" ( . ’ %&)/ %&溫度畸變持續(xù)時(shí)間 0 "(1,(1為由溫度畸變開始到溫升函數(shù)達(dá)最大值的時(shí)間
(2),如圖 + ’, ’)-所示。
圖 + ’, ’)-3持續(xù)時(shí)間和溫升率的定義
溫升率 4為
4((51%6)1%6 ((51%6—
(1式中,)1%6 —在高溫區(qū)內(nèi)測(cè)得溫升與時(shí)間
函數(shù)關(guān)系中的最高溫升。
相對(duì)溫升率 4為
4%%7 )( (51%6)1%6 )4
)
( ( (1 (
除了進(jìn)行單獨(dú)熱擾動(dòng)試驗(yàn)外,還可以進(jìn)行溫度和壓力組合畸變下的進(jìn)氣道一發(fā)動(dòng)機(jī)相容性試驗(yàn),以確定熱擾動(dòng)和氣動(dòng)擾動(dòng)的各種組合對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定性的影響。(,)試驗(yàn)設(shè)備及測(cè)量系統(tǒng)圖 + ’, ’)8示出溫度畸變發(fā)生器,它是由氫燃燒器、點(diǎn)火系統(tǒng)、氫氣供給和分配系統(tǒng)、流量管、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口空氣溫度測(cè)量轉(zhuǎn)耙、氫氣供給系統(tǒng)和氮?dú)獯党到y(tǒng)組成的。
氫燃燒器距發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口 91,由 :形槽穩(wěn)定器和噴氫桿組成。徑向穩(wěn)定器分為 8個(gè)區(qū),每個(gè) 8(;扇形區(qū)構(gòu)成一個(gè)完整的穩(wěn)定柵。徑向穩(wěn)定器內(nèi)安裝噴氫桿。噴氫桿上噴孔按一定規(guī)律開孔。
"9個(gè)點(diǎn)火電嘴與穩(wěn)定器相對(duì)應(yīng),置于噴氫氣桿后。點(diǎn)火線圈工作電壓 "<:,輸出電壓 ,(((:,工作時(shí)間不大于 ,(2。圖 + ’, ’)<示出氫氣供給及分配系統(tǒng),它由高響應(yīng)電磁閥,流量控制器,可變?nèi)莘e管 •)(8"•
圖 " "%&發(fā)動(dòng)機(jī)溫度畸變?cè)囼?yàn)裝置組成。可變?nèi)莘e管有大、中和小 組容積,根據(jù)需要選擇相應(yīng)的容積管,容積管越小溫升率越高。控制系統(tǒng)的氫氣壓力由 ’(減壓閥控制、壓力變化范圍為 )** + ,***-’.。%個(gè)扇形區(qū)的同步性為 **/ *0。
圖 " "1&溫度畸變發(fā)生器的氫氣供給及分配系統(tǒng)氫氣由氣瓶組構(gòu)成,其壓力為 ,***-’.。若被試發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量為 ,*-2 3 0時(shí),氫氣壓力為 ,***-’.,溫升為 )**4,%個(gè)扇形區(qū)的氫氣流量之和不大于 */ )-2 3 0。因此,可根據(jù) •*%• 中國(guó)航空網(wǎng) www.k6050.com 航空翻譯 www.aviation.cn 本文鏈接地址:飛機(jī)檢測(cè)與維修實(shí)用手冊(cè) 3(94)