曝光臺 注意防騙
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;)排氣系統排氣系統由排氣擴壓器、“活動排大氣段”、活動直通段、排氣消音器、排氣冷卻器及排氣調壓系統等組成。從排氣擴壓器至第 &級冷卻器出口總長 =’) ,總重 ’"A。 •’’;’•
排氣擴壓器直段直徑 """,長 %& %,為雙層水夾套結構。外筒體內壁裝有 ’%塊導水板,使水流沿著一定的方向流動。
直接排大氣消音器工作壓力大于 & "(" ) "*+,,工作溫度為 ’*"-,燃氣最大流量為 ("*./ 0 /。當發動機在低空大馬赫數工作時,由于排氣壓力較高,利用其引射作用,可以使后艙引射到一定的試驗高度(一定的負壓),可以保證發動機處于“堵塞”狀態。因此不需用抽氣即可保證發動機的環境壓力,可以通過直接排氣大氣消音器,將發動機排出的廢氣直接排入大氣,以節省試驗費用。
排氣冷卻器的功能是把發動機排出的高溫燃氣(加力時可達 1*"-)冷卻至抽氣機能接受的溫度(*"-),同時燃氣降溫的過程也是抽氣容積流量降低的過程,即是對燃氣的二次增壓。排氣冷卻器最大直徑為 ,總長 %& ,總質量 2*3,工作壓力 4 & "(" ) "(*+,,可把 5".6 0 /的燃氣從 1*"-降至 *"-以下。用循環冷卻水進行冷卻。
排氣冷卻器由 (級組成。第 7級是緊湊式換熱器,它可以把 5".6 0 /的燃氣從 1*"-降至 """-;第 ’級為列管式換熱器,它可使燃氣降至 *"-;第 (級亦稱滅焰段,用直接噴水把燃氣溫度降至 *"-以下。
運行中通過抽氣機抽走燃氣來模擬飛行狀態。直接排大氣試驗與抽氣試驗的轉換是通過把活動排大氣段與活動直通段相互置換來實現的。
%排氣調壓系統與進氣調壓系統一樣,由液壓源、排氣調壓閥( "’*""直徑的百葉窗式蝶閥),+89調節器、伺服閥、位置發送器等組成。它調節高空艙后艙壓力,即發動機周圍環境工作壓力,簡稱戶。系統。
三、模擬試驗方法
&發動機進氣壓力和環境壓力的模擬氣源供給的空氣經空氣處理系統和 + :、; <和 ;9。調壓系統的協調工作來模擬發動機進口壓力和環境壓力。
+ +
當發動機改變模擬狀態; =調壓系統能始終保持混合器出口壓力, >、+9。調壓系統
+ + ; ;
能隨之調定所對應模擬狀態的壓力 + >、 ?;發動機加、減速和接通加力時, =、<、9。調壓系統能始終保持混合器出口壓力 ;: ,所對應狀態的發動機進口壓力 ;< 和環境壓力 ;9。不變。
例如,當發動機由慢車加速到中間狀態時,發動機的進氣流量在幾秒鐘內急劇增加,此時 ;< 下降, ;< 調壓系統控制開大主路調壓閥,以增加進入發動機的流量,使 +> 不變;由于 ; <系統的動作,壓力 ; 下降,:以減小直接進入冷卻器流量,
:隨 + 系統關小旁路調壓閥,使 ; :不變。與此同時,由于發動機排氣壓力升高,使擴壓器擴壓效果變好,因而使后艙壓力 +9。降低,這時 +系統關小排氣調壓閥,使 ;9。壓力保持一定值。
環境壓力模擬的另一重要問題是根據不同的被試發動機及每次試驗狀態的變化,確定用幾級串聯抽氣,每一級又要用幾臺機組。后艙壓力最低要抽到 "& "’% ) "*+,,而抽氣機壓比僅為 %& ’( 9>—"""),*& *(9@—(*""),此壓比除了用來建立后艙壓力(高度)之外,還必須克服沿程管中及閥門的壓力損失。顯然,在發動機的某些飛行狀態下,為了模擬真實高度或使噴口始終“堵塞”,用 級增壓流程達不到模擬狀態,因此采用 ’級抽氣或 (級抽
•5’•
氣。調試結果為
•級抽氣
" %&’()*+,)()-.;
•%級抽氣
" ’,()*%’&()-.;
•/級抽氣
" %&,()*’,()-.。
%溫度模擬
012高空臺采用幾個溫度模擬段。
()3 ) * 4的空氣流程
由 56—壓縮機供給的 &4高壓空氣,經氨蒸發器降溫至 )4,氣水分離器除去大部分游離態水,硅膠干燥器把空氣干燥至— /,4以下露點,空氣回升至 4,經高壓旋風除塵器除去 78以上的粉塵,進入渦輪膨脹機,降溫至— +4,最后進入混合器。由 56— 或 56—/)壓氣機供給的另一股 &4的空氣,經氨蒸發器、氣水分離器、硅膠干燥器以及低壓旋風除塵器進入混合器。通過調節— +4和 4兩股空氣的摻混比例,即可達到— ) *4的模擬溫度。
(%) *&4空氣流程
56 3 或 56 3 /)壓縮機供給的 &4空氣,一股經氨蒸發器、氣水分離器、硅膠干燥器(降溫至 4)、低壓旋風除塵器進入混合器。另一股直接進入混合器。調節 4和 &4兩股空氣的摻混比例,可得到 *&4的模擬溫度。
(/)& 3 %4()4)的空氣流程此溫度范圍的溫度模擬是通過調節經壓縮機后冷卻器(&4)或不經后冷卻器( 56 3 為 )4,56 3 /)為 %4)兩股氣流的不同比例來達到的。(&)% 3 %)4的空氣流程
56 3 供給的 )4空氣,經加溫爐加溫至 )4進入混合器, 56 3 /)不經后冷卻器供給的 %4空氣進入混合器,調節這兩股氣流的比例,即可得到該區段的溫度模擬。由于空氣管道和設備的熱容量相當大,因此一次試驗只能做某一溫度區段的試驗。
現在渦噴渦扇發動機的最大飛行高度已達 %) * /98,飛行馬赫數已達 %) */,對于這樣寬廣的工作范圍,發動機工作參數的變化幅度極大,因而發動機的高空性能與地面大不相同,已不能將地面臺架試驗性能用相似換算來得到發動機的高空性能。更重要的是隨著飛行范圍的擴大,影響發動機結構強度的最惡劣的氣動熱力負荷已不是海平面靜止狀態;而是低空大馬赫數或中空大馬赫數。另外,發動機高空啟動點火、加力點火、加力燃燒穩定邊界及調節系統的工作都產生了許多問題。因此,必須利用上述的高空試驗臺來模擬飛行狀態,以準確地確定所研制發動機的高空性能。
第三節 "發動機風洞及測試設備
一、發動機風洞
發動機風洞(又稱推進風洞)是能夠模擬整個推進系統的內部流動和外部流動的風洞,主要用于研究超聲速推進系統及其部件的相互作用問題,如進氣道—發動機與飛機的匹配 •7/•
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