葉片的強度和振動等特性。
試驗時,通過調節設備排氣通道上的兩個節流裝置,分別控制內涵和外涵的試驗狀態,交替調節內外涵節氣門,使涵道比和風扇總流量接近發動機工作需求,然后分別固定內、外涵節氣門,調節外、內節氣門測取風扇特性。
第三節 主燃燒室試驗
一、主燃燒室試驗內容
半個世紀以來,航空發達國家已進入了第四代戰斗機發動機發展階段。作為發動機的重要部件之一的燃燒室也進入飛速發展時期。主燃燒室的設計和發展,始終伴隨并促進了燃燒室試驗技術、方法和設備的發展。一些國家建立了大型燃燒室試驗用氣源和設備,改進并開發了諸如短環形燃燒室、變幾何燃燒室、雙環腔燃燒室、分級燃燒室、浮壁燃燒室和正在研究的主動燃燒控制、陶瓷燃燒室技術。這些燃燒室投入使用均是進行了大量的型號試驗、預研試驗、調試試驗和燃燒室組件試驗等。
主燃燒室試驗類型可概括如下所述。
"按試驗件分類
主燃燒室試驗按試驗件分類包括:
(")主燃燒室基本元件試驗
擴壓器試驗。研究擴壓器流場和擴壓損失;氣流轉角 擴壓器長度、擴壓器面積比、擴壓器型面、突擴距離和速度分布等對擴壓器性能的影響;擴壓器與火焰筒匹配性能及氣動敏感性評估,即進口速度分布對火焰筒流量分配和性能的影響研究。
"進氣裝置試驗。研究和測定旋流器、火焰筒進氣孔的流量系數、射流穿透深度、混合長度、摻混損失等,一般進行冷吹風或水流試驗。 噴嘴試驗。測定噴嘴流量特性、霧化特性(噴霧質量、分布均勻性、噴霧錐角、射程、索特平均直徑 %&’和分布指數 ()。對空氣霧化噴嘴要確定氣液比對霧化特性的影響。())單頭部試驗單頭部試驗用來研究頭部裝置,即噴嘴、旋流器和頭部結構及其組合對霧化質量、燃油濃度分布、頭部流場和回流區尺寸的影響,初步進行燃燒性能和燃燒室壁溫的研究。(*)扇形段試驗
主燃燒室扇形段試驗件至少包括三個頭部或 "+, -"+.扇形,其幾何尺寸與真實燃燒室相同。扇形段試驗用來驗證初步設計方案,諸如燃油噴嘴方案、流量分配合理性、燃燒效率、地面啟動和高空點火特性、出口溫度分布、壁溫、冒煙及排放、貧油熄火極限以及主燃區方案優化等。扇形段試驗周期短,修改試驗件容易,可突出主要矛盾,因而在主燃燒室調試中所占的比重較大。
用扇形段試驗時,進口 / 、&0*,保持與實際燃燒室相同,壓力視氣源能力可降低,雷諾
*
數 12 3"45。(.)全環形燃燒室試驗 •""))•
全環形燃燒室試驗件與發動機真實燃燒室相同。試驗包括: 高空點火試驗用來考查發動機高空風車狀態下燃燒室的再點火能力及低速飛行時燃燒室的工作穩定性。 "常壓試驗用來觀測點火、傳焰、燃油噴射,測定壓力損失、啟動性、燃燒效率、出口溫度分布和貧油熄火特性等。 中、高壓試驗用于評估發動機各工況下主燃燒室綜合性能,如慢車、巡航、地面最大和高空狀態。試驗時保持 、"、溫升(與實際工況相同,而減小壓力和流量。
"
()主燃燒室臺架試驗
通過發動機整機試驗,評估或計算出主燃燒室的效率、溫度分布、總壓恢復系數、啟動點火、冒煙和污染物排放、壁溫和壽命等。可以獲得主燃燒室在發動機真實條件下的性能,驗證部件試驗結果。由于結構限制很難進行詳細的部件性能測量,也難以孤立某些因素的研究,一般采用綜合分析判斷方法,用渦輪出口溫度 反推燃燒室出口溫度 % 。方法等。
&’按試驗內容分類(()燃燒效率測定試驗主燃燒室燃燒效率測定是指燃燒效率 ))隨余氣系數。的變化特性,即 )) *+( %)。試驗時保持燃燒室進口參數 , 、 。和 &"一定,求得 ))隨 %的變化曲線,
""
根據發動機工作包線內燃燒室參數可能變化范圍,保持 , 、 。和 -./"中兩個量不變而
""
改變第三個參數,并且使 % *常數,可以求得 )) *+(’)的燃燒效率通用曲線。利用該曲線,可預估工作包線中某工況的燃燒效率和燃燒部件特性。對于現代高壓燃燒室、準則參數 ’可以下式表示: , (’ 0"123+ 45’ 0 36,(" 7"55)
’ *
-./"
(&)熄火特性試驗燃燒室熄火特性試驗是指進口參數(溫度和壓力)保持一定時能實現穩定燃燒的余氣系數變化范圍,這項試驗亦稱燃燒室穩定性試驗。(")高空點火試驗
按發動機空中風車狀態下的燃燒室進口壓力、溫度和流量,采用扇形段或全環試驗件在模擬試驗器上確定燃燒室空中再點火邊界,或調試和確定點火能量、火花頻率和點火電阻的最佳位置以及發動機啟動的最佳供油規律。
(%)壓力損失試驗
燃燒室的總壓損失包括兩類:一類是氣體流動時由 8于通道面積擴張和收縮、壁面摩擦、氣流摻混等引起的 8損失,即是流阻損失;另一類是由于燃料在氣流燃燒時對氣體加熱而引起的總壓損失,即稱熱阻損失。
通常,由于燃燒室的進口 /"數不大,/" *5’& 95’",所以 ," ), ,于是求得:
"
()) *( : )
"
& * )) /&
式中,()) —
—燃燒室總壓恢復系數;
/" —
—燃燒室進口馬赫數;
•((&"•
—
—以燃燒室進口截面為基準的流阻系數,
%&
"
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" (
(
是 )*和 的函數;燃燒室總壓恢復系數 ,定義為: "& + 式中, 、& —
—分別為燃燒室進、出口總壓; 一般為 ,-./左右。試驗時保持 、0 不變,改變進氣流量 12*得出冷態下 "3( )*)曲線。進行熱態
試驗時改變加溫比 0& + 0 ,保持 、0 和 12*不變,得出 "3( 0& + 0 )或 "3( 0& + 0 )。(/)啟動點火特性試驗這一特性試驗是采用扇形段或全環形試驗件進行。在大氣壓力和溫度下,隨燃燒室進口流速變化,測定燃燒室點火和貧油熄火油氣比,以評定燃燒室地面啟動性能。 中國航空網 www.k6050.com 航空翻譯 www.aviation.cn 本文鏈接地址:飛機檢測與維修實用手冊 4(19)