葉片的強(qiáng)度和振動(dòng)等特性。
試驗(yàn)時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)設(shè)備排氣通道上的兩個(gè)節(jié)流裝置,分別控制內(nèi)涵和外涵的試驗(yàn)狀態(tài),交替調(diào)節(jié)內(nèi)外涵節(jié)氣門,使涵道比和風(fēng)扇總流量接近發(fā)動(dòng)機(jī)工作需求,然后分別固定內(nèi)、外涵節(jié)氣門,調(diào)節(jié)外、內(nèi)節(jié)氣門測(cè)取風(fēng)扇特性。
第三節(jié) 主燃燒室試驗(yàn)
一、主燃燒室試驗(yàn)內(nèi)容
半個(gè)世紀(jì)以來(lái),航空發(fā)達(dá)國(guó)家已進(jìn)入了第四代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展階段。作為發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件之一的燃燒室也進(jìn)入飛速發(fā)展時(shí)期。主燃燒室的設(shè)計(jì)和發(fā)展,始終伴隨并促進(jìn)了燃燒室試驗(yàn)技術(shù)、方法和設(shè)備的發(fā)展。一些國(guó)家建立了大型燃燒室試驗(yàn)用氣源和設(shè)備,改進(jìn)并開發(fā)了諸如短環(huán)形燃燒室、變幾何燃燒室、雙環(huán)腔燃燒室、分級(jí)燃燒室、浮壁燃燒室和正在研究的主動(dòng)燃燒控制、陶瓷燃燒室技術(shù)。這些燃燒室投入使用均是進(jìn)行了大量的型號(hào)試驗(yàn)、預(yù)研試驗(yàn)、調(diào)試試驗(yàn)和燃燒室組件試驗(yàn)等。
主燃燒室試驗(yàn)類型可概括如下所述。
"按試驗(yàn)件分類
主燃燒室試驗(yàn)按試驗(yàn)件分類包括:
(")主燃燒室基本元件試驗(yàn)
擴(kuò)壓器試驗(yàn)。研究擴(kuò)壓器流場(chǎng)和擴(kuò)壓損失;氣流轉(zhuǎn)角 擴(kuò)壓器長(zhǎng)度、擴(kuò)壓器面積比、擴(kuò)壓器型面、突擴(kuò)距離和速度分布等對(duì)擴(kuò)壓器性能的影響;擴(kuò)壓器與火焰筒匹配性能及氣動(dòng)敏感性評(píng)估,即進(jìn)口速度分布對(duì)火焰筒流量分配和性能的影響研究。
"進(jìn)氣裝置試驗(yàn)。研究和測(cè)定旋流器、火焰筒進(jìn)氣孔的流量系數(shù)、射流穿透深度、混合長(zhǎng)度、摻混損失等,一般進(jìn)行冷吹風(fēng)或水流試驗(yàn)。 噴嘴試驗(yàn)。測(cè)定噴嘴流量特性、霧化特性(噴霧質(zhì)量、分布均勻性、噴霧錐角、射程、索特平均直徑 %&’和分布指數(shù) ()。對(duì)空氣霧化噴嘴要確定氣液比對(duì)霧化特性的影響。())單頭部試驗(yàn)單頭部試驗(yàn)用來(lái)研究頭部裝置,即噴嘴、旋流器和頭部結(jié)構(gòu)及其組合對(duì)霧化質(zhì)量、燃油濃度分布、頭部流場(chǎng)和回流區(qū)尺寸的影響,初步進(jìn)行燃燒性能和燃燒室壁溫的研究。(*)扇形段試驗(yàn)
主燃燒室扇形段試驗(yàn)件至少包括三個(gè)頭部或 "+, -"+.扇形,其幾何尺寸與真實(shí)燃燒室相同。扇形段試驗(yàn)用來(lái)驗(yàn)證初步設(shè)計(jì)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(dòng)和高空點(diǎn)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(qū)方案優(yōu)化等。扇形段試驗(yàn)周期短,修改試驗(yàn)件容易,可突出主要矛盾,因而在主燃燒室調(diào)試中所占的比重較大。
用扇形段試驗(yàn)時(shí),進(jìn)口 / 、&0*,保持與實(shí)際燃燒室相同,壓力視氣源能力可降低,雷諾
*
數(shù) 12 3"45。(.)全環(huán)形燃燒室試驗(yàn) •""))•
全環(huán)形燃燒室試驗(yàn)件與發(fā)動(dòng)機(jī)真實(shí)燃燒室相同。試驗(yàn)包括: 高空點(diǎn)火試驗(yàn)用來(lái)考查發(fā)動(dòng)機(jī)高空風(fēng)車狀態(tài)下燃燒室的再點(diǎn)火能力及低速飛行時(shí)燃燒室的工作穩(wěn)定性。 "常壓試驗(yàn)用來(lái)觀測(cè)點(diǎn)火、傳焰、燃油噴射,測(cè)定壓力損失、啟動(dòng)性、燃燒效率、出口溫度分布和貧油熄火特性等。 中、高壓試驗(yàn)用于評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)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(tài)。試驗(yàn)時(shí)保持 、"、溫升(與實(shí)際工況相同,而減小壓力和流量。
"
()主燃燒室臺(tái)架試驗(yàn)
通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)試驗(yàn),評(píng)估或計(jì)算出主燃燒室的效率、溫度分布、總壓恢復(fù)系數(shù)、啟動(dòng)點(diǎn)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(fā)動(dòng)機(jī)真實(shí)條件下的性能,驗(yàn)證部件試驗(yàn)結(jié)果。由于結(jié)構(gòu)限制很難進(jìn)行詳細(xì)的部件性能測(cè)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(yàn)內(nèi)容分類(()燃燒效率測(cè)定試驗(yàn)主燃燒室燃燒效率測(cè)定是指燃燒效率 ))隨余氣系數(shù)。的變化特性,即 )) *+( %)。試驗(yàn)時(shí)保持燃燒室進(jìn)口參數(shù) , 、 。和 &"一定,求得 ))隨 %的變化曲線,
""
根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作包線內(nèi)燃燒室參數(shù)可能變化范圍,保持 , 、 。和 -./"中兩個(gè)量不變而
""
改變第三個(gè)參數(shù),并且使 % *常數(shù),可以求得 )) *+(’)的燃燒效率通用曲線。利用該曲線,可預(yù)估工作包線中某工況的燃燒效率和燃燒部件特性。對(duì)于現(xiàn)代高壓燃燒室、準(zhǔn)則參數(shù) ’可以下式表示: , (’ 0"123+ 45’ 0 36,(" 7"55)
’ *
-./"
(&)熄火特性試驗(yàn)燃燒室熄火特性試驗(yàn)是指進(jìn)口參數(shù)(溫度和壓力)保持一定時(shí)能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒的余氣系數(shù)變化范圍,這項(xiàng)試驗(yàn)亦稱燃燒室穩(wěn)定性試驗(yàn)。(")高空點(diǎn)火試驗(yàn)
按發(fā)動(dòng)機(jī)空中風(fēng)車狀態(tài)下的燃燒室進(jìn)口壓力、溫度和流量,采用扇形段或全環(huán)試驗(yàn)件在模擬試驗(yàn)器上確定燃燒室空中再點(diǎn)火邊界,或調(diào)試和確定點(diǎn)火能量、火花頻率和點(diǎn)火電阻的最佳位置以及發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的最佳供油規(guī)律。
(%)壓力損失試驗(yàn)
燃燒室的總壓損失包括兩類:一類是氣體流動(dòng)時(shí)由 8于通道面積擴(kuò)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(shí)對(duì)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(jìn)口 /"數(shù)不大,/" *5’& 95’",所以 ," ), ,于是求得:
"
()) *( : )
"
& * )) /&
式中,()) —
—燃燒室總壓恢復(fù)系數(shù);
/" —
—燃燒室進(jìn)口馬赫數(shù);
•((&"•
—
—以燃燒室進(jìn)口截面為基準(zhǔn)的流阻系數(shù),
%&
"
’
" (
(
是 )*和 的函數(shù);燃燒室總壓恢復(fù)系數(shù) ,定義為: "& + 式中, 、& —
—分別為燃燒室進(jìn)、出口總壓; 一般為 ,-./左右。試驗(yàn)時(shí)保持 、0 不變,改變進(jìn)氣流量 12*得出冷態(tài)下 "3( )*)曲線。進(jìn)行熱態(tài)
試驗(yàn)時(shí)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(dòng)點(diǎn)火特性試驗(yàn)這一特性試驗(yàn)是采用扇形段或全環(huán)形試驗(yàn)件進(jìn)行。在大氣壓力和溫度下,隨燃燒室進(jìn)口流速變化,測(cè)定燃燒室點(diǎn)火和貧油熄火油氣比,以評(píng)定燃燒室地面啟動(dòng)性能。 中國(guó)航空網(wǎng) m.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) 4(19)