圖 " "%典型連接式高空試驗(yàn)艙
帶有隔板的高空試驗(yàn)臺(tái)不足之處在于空氣經(jīng)過發(fā)動(dòng)機(jī)與隔板間隙的漏氣。由于這個(gè)原因降低了可達(dá)到的模擬高度極限和推力測(cè)量的準(zhǔn)確度。同樣,還由于沿發(fā)動(dòng)機(jī)和測(cè)力裝置外表面的靜壓分布而產(chǎn)生推力測(cè)量誤差。
從一個(gè)試驗(yàn)轉(zhuǎn)換到另一試驗(yàn)時(shí),進(jìn)氣溫度對(duì)裝在艙內(nèi)的所有設(shè)備和儀表的影響是引起試驗(yàn)過程中個(gè)別參數(shù)測(cè)量準(zhǔn)確度降低。又由于溫壓艙熱慣性大,所以調(diào)到規(guī)定狀態(tài)所需時(shí)間較長。
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()自由射流式高空艙
這種高空艙可以模擬包括進(jìn)氣道在內(nèi)的整個(gè)動(dòng)力裝置的內(nèi)部流動(dòng)條件,而且還能模擬沿某一軌跡的飛行條件。圖 " 示出發(fā)動(dòng)機(jī)一進(jìn)氣道裝于自由射流高空艙中的簡圖,自由射流噴管提供超聲速射流,射流空氣以飛機(jī)的飛行速度流過,進(jìn)氣道一發(fā)動(dòng)機(jī)處于“自由飛行狀態(tài)”下進(jìn)行試驗(yàn)。
圖 " %自由射流式高空艙這種高空艙的氣源供氣和抽氣的流量約為發(fā)動(dòng)機(jī)本身需要空氣量的 &’倍,即供入超聲速噴管的空氣流量有 ()’ &( )進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī),而有 () & )’從溢流擴(kuò)壓器流過而進(jìn)入抽氣系統(tǒng),以造成超聲速進(jìn)氣道的進(jìn)口條件。自由射流高空臺(tái)的氣源及所需功率,約為連接式的 &’倍,運(yùn)行費(fèi)用也要高 &’倍,因而一般僅在發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)飛行包線的高空高速飛行區(qū),即對(duì)進(jìn)氣道與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配有較大影響區(qū)進(jìn)行試驗(yàn),而發(fā)動(dòng)機(jī)本身大量的研究性試驗(yàn)工作仍是在連接式高空臺(tái)上進(jìn)行。(’)高空試驗(yàn)臺(tái)的組成高空試驗(yàn)臺(tái)是一種很龐大的試驗(yàn)設(shè)備。設(shè)備主要包括一個(gè)氣源站、兩個(gè)連接式試驗(yàn)艙和一些輔助設(shè)備。
(號(hào)試驗(yàn)艙為軸向進(jìn)氣,主要用于渦噴和渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn); 號(hào)艙為側(cè)向進(jìn)氣,主要用于渦槳和渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)。英國曾經(jīng)利用該設(shè)備研制了達(dá)特、康維、斯貝、 *+,--、*+((和 ./00等發(fā)動(dòng)機(jī)。有關(guān)加力燃燒室的試驗(yàn)也都是在這兩個(gè)艙內(nèi)進(jìn)行的。
1高空臺(tái)及其試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展
由于先進(jìn)軍民用發(fā)動(dòng)機(jī)的迅速發(fā)展,繼續(xù)新建和擴(kuò)建高空模擬試驗(yàn)設(shè)備是一項(xiàng)重要任務(wù)。用于軍用發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的高空臺(tái)將在自動(dòng)控制、自動(dòng)測(cè)試上采用更新的系統(tǒng)以增強(qiáng)其試驗(yàn)功能。用于 23 (和 (3 (的高涵道比大推力的超級(jí)民用發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的高空臺(tái),主要是增大艙的尺寸。建立巨型高空試驗(yàn)臺(tái)是航空發(fā)達(dá)國家競(jìng)爭的主要發(fā)展項(xiàng)目之一。
值得注意的是經(jīng)濟(jì)大國日本已投資 (1 2億美元于 (--’年開始興建日本軍用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)高空臺(tái),用于分析發(fā)動(dòng)機(jī)的高空性能。該高空臺(tái)占地 (0045,模擬高度 ’45。
高空試驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展還表現(xiàn)在:
其一,隨著飛機(jī)一體化設(shè)計(jì)的發(fā)展,提出了復(fù)雜的前體效應(yīng)模擬課題,即研究飛機(jī)機(jī)身或機(jī)翼與推進(jìn)系統(tǒng)的共同工作問題。這對(duì)高空試驗(yàn)設(shè)備提出了更高的要求。同樣,機(jī)體后機(jī)身與發(fā)動(dòng)機(jī)噴管的共同工作也是高空模擬試驗(yàn)的新領(lǐng)域。
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其二,隨著數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展,進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)模擬,驗(yàn)證推進(jìn)系統(tǒng)高空性能和特性的數(shù)學(xué)模型也是高空試驗(yàn)的新任務(wù)。數(shù)值實(shí)時(shí)模擬與高空模擬試驗(yàn)相結(jié)合,經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
其三,隨著試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展和測(cè)控設(shè)備的更新。要求模擬機(jī)動(dòng)飛行中的飛行軌跡(飛機(jī)在機(jī)動(dòng)過渡態(tài)飛行)的試驗(yàn)已開展起來。
其四,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)環(huán)境適應(yīng)要求的提高,在高空試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)的項(xiàng)目越來越多。從過去簡單的防冰試驗(yàn),逐漸發(fā)展到利用高空試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行吞水、吞砂、吞燃?xì)夂透叩蜏丨h(huán)境啟動(dòng)加速試驗(yàn)等,大大豐富了高空模擬試驗(yàn)技術(shù)的內(nèi)容。
其五,發(fā)動(dòng)機(jī)的重大改進(jìn)也必須在高空臺(tái)中進(jìn)行,促進(jìn)了高空臺(tái)試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展,諸如發(fā)動(dòng)機(jī)操縱性試驗(yàn),反推力裝置試驗(yàn),推力矢量噴管試驗(yàn)、全權(quán)限數(shù)字電子控制系統(tǒng)與矢量噴管相結(jié)合試驗(yàn)等。
最后,隨著電子技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,研制、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用部門愈來愈重視高空試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)量與控制系統(tǒng)的更新、改造、增添和重新配置。這不僅可以提高測(cè)量數(shù)據(jù)的精度,更重要的是可以減少試驗(yàn)?zāi)茉聪牟⑻岣咴囼?yàn)效率。
二、自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
高空臺(tái)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是用于發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬試驗(yàn)錄取其性能參數(shù)和典型截面測(cè)量參數(shù)的測(cè)控系統(tǒng)。 "高空試驗(yàn)臺(tái)是一典型用于渦噴渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行高空模擬試驗(yàn)設(shè)備。該設(shè)備的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一種測(cè)量通道多、功能齊全、采集速度高以及工作可靠的先進(jìn)測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括三大部分: %&&’()高速前端采集子系統(tǒng), *+,-))壓力電子掃描采集子系統(tǒng)和 ./0-))) 1 2))控制與處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。圖 , 1’ 13示出 "高空臺(tái)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集和處理系統(tǒng)。
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