預(yù)定型發(fā)動機(jī)可以裝在飛機(jī)上,在高原、炎熱和嚴(yán)寒地區(qū)進(jìn)行地面啟動試驗,考察啟動
•+*)•
可靠性。發(fā)動機(jī)在飛機(jī)上的位置對啟動亦有很大影響;噴管中的壓力損失降低了渦輪中壓降;進(jìn)氣道中壓力損失減少了通過發(fā)動機(jī)的空氣流量,這將導(dǎo)致壓氣機(jī)穩(wěn)定工作裕度的降低,進(jìn)氣道的布置和形式也影響進(jìn)口速度場,所以要在飛機(jī)上檢查發(fā)動機(jī)的地面啟動可靠性。
六、防冰系統(tǒng)試驗
"結(jié)冰對發(fā)動機(jī)的影響
發(fā)動機(jī)在云中工作時絕大多數(shù)情況下結(jié)冰。結(jié)冰會影響飛行安全和正常性,發(fā)動機(jī)的三個部件:前錐、風(fēng)扇靜子和核心機(jī)壓氣機(jī)靜子結(jié)冰對發(fā)動機(jī)性能將有不同的影響。未加熱前的前錐頂部會積成堅冰花,風(fēng)扇受壓面也能堆積冰。
在核心機(jī)壓氣機(jī)靜子上,無防護(hù)時會產(chǎn)生大面積的堅冰堆積,這可能造成發(fā)動機(jī)噴管溫升過高。加熱這些靜子就能防止堅冰的生成,延遲供熱也能使這些堅冰快速脫落。試驗表明,堅冰最容易形成的工作狀態(tài)是風(fēng)扇轉(zhuǎn)速只達(dá)到 ,進(jìn)口空氣溫度為 % &’左右。在很嚴(yán)重的結(jié)冰環(huán)境下,噴管的溫升達(dá) &(’左右。
"在風(fēng)扇轉(zhuǎn)速一定時,風(fēng)扇上堆積冰使發(fā)動機(jī)推力明顯減少,外涵靜子結(jié)冰的影響比風(fēng)扇影響小 )(。核心機(jī)靜子結(jié)冰在風(fēng)扇轉(zhuǎn)速一定時,對發(fā)動機(jī)推力的影響相當(dāng)小,以致可以忽略不計。
前整流錐積冰,影響前錐表面上進(jìn)氣的光滑流動,但不能明顯減少發(fā)動機(jī)推力。前錐積結(jié)堅冰時會危害風(fēng)扇的工作安全。
*"常用防冰系統(tǒng)
通常,防冰系統(tǒng)是從高壓壓氣機(jī)后抽氣,然后經(jīng)過高壓轉(zhuǎn)子和低壓轉(zhuǎn)子軸中的孔進(jìn)入前錐和核心機(jī)靜子等。抽出的空氣還用于軸承的氣動密封。前錐螺栓開 *放氣孔,該孔延至外表面時被擴(kuò)孔到 +" ,,這樣能防止螺栓上形成冰帽,至少能使冰帽脫落。一旦冰在前錐表面堆積,前錐表面的去冰作用受到離心力和氣動力的影響就會增加。
當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速達(dá)到 )&以上或進(jìn)口溫度高于 % ’時,前錐表面就會全無冰;當(dāng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速達(dá)到 &(,進(jìn)口溫度為 % *-’時,表面有輕度霜冰堆積;在接近飛行慢車 ./0 1 +,進(jìn)口溫度為 % *-’時能在前錐上生成大的冠狀霜冰,約為 *" &23厚。
+"影響結(jié)冰過程的主要因素這些因素主要包括單位容積空氣包含懸浮水滴的數(shù)量( 45 3+)、空氣溫度、水滴大小和在結(jié)冰條件下的停留時間。
云中結(jié)冰過程的順序為:當(dāng)空氣溫度下降到 (’以下,水滴反復(fù)被冷卻并穩(wěn)定的保持液態(tài)。隨著空氣溫度降低到 %( 6 %&’,最大的水滴開始逐漸結(jié)冰,并在一定的溫度下所有的水滴出現(xiàn)像雪崩似的結(jié)晶。這種雪崩似的結(jié)晶溫度隨著水滴尺寸的減小而降低,水滴的尺寸取決于空氣中雜質(zhì)(結(jié)晶核心)的含量和冷卻速度; % -(’的溫度是液態(tài)水滴存在的臨界值。
發(fā)動機(jī)工作時進(jìn)口溫度條件可能與周圍大氣條件不同,例如周圍空氣溫度為 7&6 7 ,’時,發(fā)動機(jī)以最大轉(zhuǎn)速在地面或低速飛行時,其進(jìn)氣道最小截面上的靜溫是負(fù)值。根據(jù)大量觀察,結(jié)冰發(fā)生在水滴平均有效直徑為 *( 6+(%3的情況下。在層狀云中,當(dāng) •(-•
負(fù)溫時遇到水滴的次數(shù)及此時結(jié)冰的強(qiáng)度比其他云結(jié)冰的強(qiáng)度大。
從數(shù)學(xué)統(tǒng)計的觀點,結(jié)冰可以視為一種偶然的現(xiàn)象,對它可以運用概率論的基本原理。在較大的含水量 和空氣溫度 "時,遇到結(jié)冰條件的幾率 。等于由給定的氣象條件中每個幾率的乘積:
%" •&
式中,"相應(yīng)于溫度 "結(jié)冰時重復(fù)率占總機(jī)會的百分比(云中飛行結(jié)冰的幾率),它由表 ’ ()查出。&為在溫度 "下空氣含水量超過 *時遇到水分的幾率(云中飛行遭遇水分幾率)。
是國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。蘇聯(lián)取該值為 + ,-,這樣可據(jù)式(’ (,.)求出 &。
進(jìn)行防冰系統(tǒng)結(jié)冰條件下試驗的計算水量 為
%/+’(")•(/ (01&)
式中,) —計算中采用的初始含水量2 3’,
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(單位 1 )按下式計算:
)%,/+ , 4+ 5’ "
("/)’6"
5+防冰系統(tǒng)試驗
防冰系統(tǒng)試驗可分人工結(jié)冰模擬試驗和天然結(jié)冰試驗。這些試驗的目的,其一是考查不同大氣條件,下防冰系統(tǒng)的有效性,及時接通防冰系統(tǒng)能使發(fā)動機(jī)所有飛行工作狀態(tài)下不應(yīng)該結(jié)冰;其二是考查關(guān)閉或未適時地接通防冰系統(tǒng)時,結(jié)冰對發(fā)動機(jī)工作的影響。
對防冰系統(tǒng)而言的最惡劣的工作狀態(tài)要進(jìn)行仔細(xì)研究,在地面慢車狀態(tài)工作時,進(jìn)氣裝置或壓氣機(jī)的某些部件可能結(jié)冰這亦如前述。人工結(jié)冰條件試驗一般在冬季露天試車臺上進(jìn)行,或在溫壓艙及飛行試驗室進(jìn)行。
試驗時發(fā)動機(jī)進(jìn)口空氣溫度為 (, 7 (/8,飛行速度為 70093 2:高度為 7 0,3;平均有效水滴直徑為 /"3(在進(jìn)氣道內(nèi)側(cè)量);空氣中液態(tài)水含量為 / ;+/,1 23’。在大于 ,-最大連續(xù)狀態(tài)的所有工作狀態(tài)下,推力損失不超過可達(dá)到推力的 ,-,耗油率增加不超過 ,-。結(jié)冰終止,推力保持不變。
圖 < (’ (/=示出用于防冰試驗的試車臺設(shè)備,類似設(shè)備還有阿諾德工程發(fā)展中心的 > (0試驗臺,?@A@劉易斯結(jié)冰試驗風(fēng)洞,加拿大噴氣發(fā)動機(jī)結(jié)冰試驗臺等。水量按下式計算:
B3C/D %0 (/ @
式中, ———計算(設(shè)計)含水量,12 3’,由式(’ (=)計算或由圖 ’ (=5查出;
—
—安裝噴嘴的截面上空氣的質(zhì)量平均速度,32E;
@———安裝噴嘴的位置上空氣導(dǎo)管截面面積,3/。
噴水集流環(huán) ’中噴嘴的數(shù)量根據(jù)向發(fā)動機(jī)氣流均勻供水的條件來確定。要使相鄰噴嘴的噴霧錐角互相交叉以造成霧化水滴條件。從噴嘴到防冰部件的距離是根據(jù)把水滴冷卻到氣流溫度所需的時間來選擇。
天然結(jié)冰試驗受到條件的限制,主要是缺乏適宜的結(jié)冰條件(特別是夏季),水濃度變化,液滴尺寸和自然云的范圍以及結(jié)冰時飛行危險可能造成設(shè)備破壞。天然飛行結(jié)冰試驗的運行是費用、安全性和有效性三者的權(quán)衡結(jié)果。
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