(完整版)航空发动机试验测试技术
航空发动机试验与测试技术发展分析
航空发动机试验与测试技术发展分析
摘要：随着航空事业的快速发展，对航空发动机试验与测试技术的要求也在
提高。航空发动机试验测试技术是集流体力学、热力学、计算机、电子学、控制学、材料学、结构力学等为一体的综合性学科。无论在研制过程中，还是在批产、使用过程中，发动机试验都是一个至关重要的环节，大多数的技术质量问题可以
在这个环节暴露。
关键词：航空发动机；测试技术；发展
1航空发动机试验特点
航空发动机试验种类很多，试验设备、试验条件和试验环境等也是千差万别。按试验对象，可分为零部件试验、系统试验、核心机试验、整机试验。按学科专业，可分为气动、燃烧、换热、控制、机械传动、结构强度、材料、工艺等各类
试验。按最终目的，可分为科学研究试验、型号研制考核试验和批生产发动机试验。按试验项目，可分为基本性能试验、基本功能试验、可靠性试验、环境试验、生存能力试验。由于试验种类多、试验项目多，所以航空发动机试车台也迥然不同，整机试车台主要有性能试车台、起动规律试车台、姿态试车台、高空模拟试
车台、电磁兼容试车台、轴功率试车台、螺旋桨试车台等。由于试车台的功能不同，所包含的系统也千差万别，如台架系统、进气和排气系统、液压加载系统、
燃油系统、滑油系统、电气系统、测试系统等不尽相同。
2航空发动机试验测试技术发展现状
历经多年的发展，我国航天发动机在试验测试技术等方面所取得的成就是显
而易见的，作为航空发动机的重要组成部分，测试技术的发展将对其整个航空事
业的发展有着极其重要的作用。尤其是近年来数字模拟技术和仿真技术更是加速
了试验测试技术的发展，一定程度上不仅仅减少了试验的次数，更是提高了测试
航空发动机故障诊断方法及测试
航空发动机故障诊断方法及测试
摘要：航空发动机与一般发动机相比较而言，具有结构复杂、零部件多等特点，在实际的运行中还要求耐高温、高压、高负荷以及高转速，因此，在长时间的反复运行中系统部件的损耗不可避免。由于系统部件的损耗，航空发动机故障就会随即产生，并直接影响了航空器的正常运行，严重威胁飞行安全。对航空发动机故障进行排除和测试能有效避免器路部件故障等导致的飞行安全隐患，提高发动机的稳定性和安全性。本文将就几种典型的航空发动机故障诊断技术进行分析和探讨，并浅议航空器发动机故障测试平台，对其功能参数进行监控和测试，从而使发动机的性能得以提高并更具可靠性。
关键词：航空；发动机；故障
1航空发动机故障诊断技术
1.1 信号处理技术
航空发动机的I/O信号模型可以通过与幅值以及频率与故障部位的相关性来检测发动机故障发生源，这是利用信号技术来检测故障的一种基本方式。具体来说，此种分析技术包含四种分析方法。
第一，PCA分析法。这种分析方法主要通过参照历史数据的彼岸花来进行。建立一个在正常情况下的PCA数据模型，当实际测试的信号与此模型数据发生冲突时，即可判断发生了故障，再通过数据分离出故障。第二，小波变换诊断法。这种方法主要针对非平稳信号中的故障排除，小波变换信号，然后出去输入变化导致的奇异点后，剩下的奇异点即为故障点，这种分析方法克服了细节性的缺点，能够从局部信号获得特征信息。其原理表现为，设ψ∈L2 （R）（平方可积实数空间），其傅立叶变换为ψ（ω）。当ψ（ω）满足条件：
Cψ=d<∞，则称ψ（t）为一个基本小波或者母小波。将这个母函数伸缩平移之后可以得到一个小波序列，可以通过小波序列对信号进行分解，从而通过每一层级小波系数的重构对信号进行频谱分析，进而得出结论。第三，利用δ算子分析方法。利用δ算子在Hilbert空间中所构造的最小M乘正交投影向量集，能够将完整的格形滤波器推导出来，进而将其作为故障检测方式中的滤波器，再利用δ算子的后向预测，将误差向量的首位元素作为残差，配合以自适应噪声抵消技术来使得残差只对故障噪音敏感，从而判断故障发生部位。第四，信息融合分析方法。这种方法简单来说就是将多元信息单一化，将多个信息进行融合，整合成一个综合性信息源，精确定位故障发生部位，能够诊断复杂的系统故障。
航空发动机性能测试与评估技术研究
航空发动机性能测试与评估技术研究
随着现代航空业的不断发展，航空发动机作为飞机的核心部件，其性能的稳定
性和可靠性已成为保证航空飞行的关键之一。因此，航空发动机性能测试与评估技术的研究也受到越来越多的关注。本文将探讨航空发动机性能测试与评估技术的研究现状和未来发展趋势。
一、航空发动机性能测试的重要性
航空发动机是整个飞机系统中最为重要的部件之一。它是飞机的“心脏”，直接
关系到飞机的安全性、经济效益和舒适性。因此，对航空发动机的性能进行全面评估和测试，能够为飞机运行提供强有力的支持。同时，航空发动机的性能测试也可以为研发更加高效、可靠的发动机提供有力的数据支持。
二、航空发动机性能测试的方法
目前，航空发动机的性能测试方法主要包括以下几种：
1.台架试验法：这种测试方法是将发动机装到地面试验架上，通过对其进行一
系列的测试，来评估其性能。这种测试方法比较直观、实用，被广泛应用于民用和军用发动机的测试。
2.飞行试验法：这种测试方法是将发动机装到实际的飞机上进行测试。由于它
能够直接模拟发动机在实际飞行中的工作状态，因此更加精确地评估发动机的性能。但是由于飞行试验的条件比较苛刻，所以实施成本也比较高。
3.仿真试验法：这种测试方法是利用计算机模拟发动机在不同工作环境下的工
作情况。虽然它不能完全模拟出实际情况，但这种方法具有灵活性高、成本低的特点，被广泛应用于发动机的性能测试。
三、航空发动机性能评估的技术
目前，航空发动机性能评估的技术主要包括以下几种：
1.质量控制技术：它是航空发动机制造、组装质量控制的重要手段。通过对发
航空发动机检测技术的研究与应用
航空发动机检测技术的研究与应用
一、概述
航空发动机作为飞机最核心的部件之一，其安全可靠性对飞机的正常
运营至关重要。因此，对航空发动机的检测技术的研究和应用也显得
十分重要。
本文将从航空发动机检测技术的研究与应用两个方面进行探讨，旨在
全面了解航空发动机检测技术的发展现状、存在的问题以及未来的发
展趋势。
二、航空发动机检测技术的研究
1. 传统的航空发动机检测技术
传统的航空发动机检测技术主要是基于经验和观察进行判断的。例如，通过听、看、摸等方式来检测发动机是否正常工作，这种方式虽然简
单易行，但准确率较低，且需要专业技术人员进行判断，操作过程较
为繁琐。
2. 现代化的航空发动机检测技术
随着科技的不断发展，航空发动机检测技术也得到了极大的进步。现代化的航空发动机检测技术主要包括以下几个方面：
（1）无损检测技术
无损检测技术是利用物理学、力学、电子学等学科的理论，通过对发动机进行内、外部的检测，实现对发动机内部结构和零部件状态的非破坏性检测。这种技术具有准确性高、速度快、操作简单等优点，目前已经成为航空发动机检测的主流技术之一。
（2）光学检测技术
光学检测技术是利用光学原理对发动机进行检测的一种技术，主要包括激光光斑技术、红外线检测技术等。这种技术具有检测速度较快、精度较高、操作简单等优点，同时还可以实现对发动机内部结构的检测。
（3）声波检测技术
声波检测技术是利用声波特性对发动机进行检测的一种技术，主要包括超声波检测技术、声发射检测技术等。这种技术可以实现对发动机内部结构和缺陷的检测，具有速度快、精度高等优点。
航空发动机试验技术绪论
与燃烧室试验有关的试验还有：
(1)冷吹风试验 研究气流流经试验件时的气动特性和流动状态的试验。 (2)水力模拟试验 根据流体运动相似原理，以水流代替气流，研究试验件内部 各种流动特性的试验。
4，涡轮试验
5，加力燃烧室的试验
6，尾喷管的试验
矢量喷管
EJ200
此外，还有附件试验、强度试验等。强度试验包括： 叶片振动疲劳试验、叶片包容试验、涡轮叶片热冲击模 拟试验、发动机超速试验、发动机超温试验、发动机低 循环疲劳试验、外物吞咽试验、轮盘超转破裂试验等。
简介：我国的SB101高空模拟试验台
我国的航空发动机高空模拟设备的建设和高空模拟试验技 术的研究，起步不算太晚。早在1958年就着手进行航空涡轮发 动机高空模拟试验设备的建设；1959年曾与苏联协作，规划建 设以航空涡轮发动机高空模拟试验设备为核心的航空发动机试 验基地；1962年开始进行航空涡轮发动机高空模拟试验技术的 研究工作；1964年改建成一个工作时间为7.5～10分钟的暂冲 式小型涡轮喷气发动机高空模拟试验舱；同年正式规划并着手 建设大型连续式气源的航空涡轮发动机高空模拟试验设备，简 称高空台。在当时特殊的政治环境下，1965年，选定在四川西 部的秦岭山区建设我国的SB101高空台。老一辈高空台建设者 不畏困难，一切从零开始，历经30年艰苦卓绝的建设，
9，发动机性能考核试验
1），发动机环境与吞咽试验 环境试验的实质是指发动机适应各种自然环境能力的考 核，按通用规范，环境试验所包含的项目可以分为三类：
航空发动机推力性能测试与分析
航空发动机推力性能测试与分析
航空发动机是飞机的核心动力装置，推力性能的测试与分析对于确保航空安全
和提升飞行效率至关重要。本文将深入探讨航空发动机推力性能的测试过程和分析方法，以确保发动机的正常运行。
一、航空发动机推力性能测试
航空发动机推力性能测试是通过一系列试验来评估发动机在不同工况下的推力
性能。在测试过程中，需要考虑以下几个关键因素：
1. 测试台架建设：测试台架是进行航空发动机推力性能测试的基础设施，在建
设过程中需要根据发动机的类型和要求来设计和建造。台架应该具备强大的测试能力，并且要能够模拟出各种不同的飞行工况。
2. 测试参数测量：在测试中，需要准确测量和记录多个参数，如推力、气温、
气压、燃油流量、转速等。这些参数对于后续分析非常重要，因此应当使用高精度的测量设备，并确保其可靠性和准确性。
3. 技术规程和标准：在进行测试过程中，应当严格遵循相关的技术规程和标准，例如国际民航组织（ICAO）发布的《航空发动机性能规范》。这些规定对于测试
的步骤、要求和结果的提供了具体的指导。
4. 实际测试：在测试过程中，需要模拟各种飞行工况，并通过改变不同的参数
来评估发动机的推力性能。测试可以进行多次，并记录所有的数据以供后续分析。
二、航空发动机推力性能分析
航空发动机推力性能测试的结果需要进行深入分析，以评估发动机的质量和可
靠性，并发现可能存在的问题。以下是一些常见的分析方法：
1. 推力比分析：推力比是推力与进气流量的比值，是评估发动机推力性能的重要指标。通过比较测试结果与理论值或其他同类型发动机的推力比，可以判断发动机的性能是否达到要求。
航空发动机试验测试技术发展探讨
航空发动机试验测试技术发展探讨
发表时间：2020-09-29T15:19:32.980Z 来源：《工程管理前沿》2020年17期作者：吴大绘
[导读] 本文首先阐述了国内航空发动机试验测试技术发展现状，
吴大绘
中国航发西安航空动力控制科技有限公司陕西西安 710077
摘要：本文首先阐述了国内航空发动机试验测试技术发展现状，接着分析了航空发动机试验测试技术的特点，然后分析了航空发动机测试数据管理的需求，最后对航空发动机试验测试数据管理技术进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词：航空发动机；试验测试技术；发展
引言：
航空发动机是航空技术的动力核心，一直依靠试验测试技术不断完善自身的安全性与可靠性，经过无数次的试验测试后，简化的航空发动机得以应用，其增加了飞机的飞行质量，大幅降低了航空发动机的制造成本。航空发动机的试验测试技术对参与人员的综合要求较高，不仅要具备丰富的专业知识，还要做到能够灵活应用，并且对其判断能力也有着较高的门槛。
1 国内航空发动机试验测试技术发展现状
国内航空发动机实验测试技术主要应用数字模拟技术、实验仿真技术进行试验。近些年随着自动化技术和智能技术的发展，航空发动机试验测试中逐渐的引入智能传感技术、电磁感应技术、光电监测技术、计算机管理技术等，丰富了航空发动机实验测试的方法，不仅减少了航空发动机试验测试的次数，还提升了试验测试的准确性。目前，航空发动机实验测试的设备主要有飞行试验设备、高空试验设备、地面试验设备3种，满足了不同状态下对于航空发动机性能的测试。此外，还组建了航空发动机实验测试系统。从航空发动机试验测试的设备及其系统来讲，目前我国航空发动机试验测试工具及其管理技术较为全面，满足航空发动机性能试验测试的基本需求。并且航空试验测试技术还在不断的发展和提升中，部分系统中采用红外线、激光技术，结合远程网络控制技术，既方便了航空发动机试验测试过程的实施，同时更进一步的保证了航空发动机性能检测的精确性。
航空发动机试验与测试技术的发展
航空发动机试验与测试技术的发展
郭昕，蒲秋洪，宋红星，黄明镜
（中国燃气涡轮研究院，成都６１０５００）
摘要：试验与测试技术是航空发动机预研和工程发展阶段中的主要内容。通过对国内外航空发动机试验与测试技术现状与发展趋势的分析，提出了发展我国航空发动机试验与测试技术的方向。
关键词：航空发动机：试验与测试技术；发展
１引言
１９０３年，美国人莱特兄弟驾驶自制的活塞式发动机作动力的“飞行者１号”飞机，完成了人类首次有动力飞行。一百年前，人类实现了飞翔的梦想，一百年后，人类拥有了整个天空。
航空发动机是飞行器的动力，对飞行器的性能、可靠性、安全性至关重要。航空大国美国、俄罗斯、英国、法国等都十分重视航空发动机的试验工作，政府研究机构拥有许多大型试验设备，各公司的研究部门，一般也都有独立的试制车间和强大的试验室。新品研制强调走一步试验一步，从部件到整机要通过设计一试制—试验的几个循环才能达到实用阶段，甚至投入使用后仍在试验，使设计的薄弱环节充分暴露，并予以改进。根据统计，国外在研制发动机过程中，地面试验和飞行试验最少需５０台发动机，多则上百台才能最后定型。其中地面试验要上万小时，最高达１６０００小时以上，飞行试验需５０００小时以上。研制总费用中，设计占１０％，制造占４０％，而试验要占５０％。
经过半个多世纪突飞猛进的发展，航空燃气轮机技术日见成熟，要求减少和简化各种试验考核项目的压力越来越大，希望将发动机试验从传统的试验——修改——试验过程转变为模型——仿真——试验——迭代的过程。但目前地面试验仍然是发动机研制中的主要内容，而且试验考核的要求越来越严格。值得注意的是，美国新一代军用发动机研制中，在高空台上的试验时数比以前有大幅度的上升。美国历史上投资最大（达５０多亿美元）的发动机预研计划——ＩＨＰＴＥＴ计划（综合高性能涡轮发动机技术计划）有一个突出特点，就是强化了新技术的试验验证，新技术的验证和综合贯穿于部件、核心机和技术验证机三个阶段，这是美国航空发动机技术发展的成功经验。可见，只有重视试验研究，航空发动机技术发展才有坚实的科学基础。
航空发动机试车台测试技术发展与构建
CHENGSHIZHOUKAN 2019/23
城市周刊８２航空发动机试车台测试技术发展与构建
方好 中国航发南方工业有限公司
摘要：随着航空科学技术和高推重比发动机的发展，对发动机试验和测试提出了越来越高的要求，测试内容越来越复杂。要快速地发展我国航空发动机测试技术、测试系统和设备，缩短与发达国家间的差距，还需不断地创新和探索。
关键词：航空发动机；试车台架；测试技术
一、航空发动机台架测试技术发展
航空发动机试车台是对航空发动机进行综合技术分析的重要试验设备，国内试车台测试系统在20世纪60年代主要使用指针表，现场依靠人员手工记录，同步性差，效率低。从20世纪60年发展到今天，无论是地面试车还是科研试车，都已配备先进的高速高精度数据采集系统，如Psl、VXI 等先进采集设备，具有良好的稳定性能，能进行数据的记录、处理、回放、报警、制表打印、输出、性能换算、修正等功能。
随着自动化仪表接口及计算机技术的迅猛发展，基于虚拟仪器概念的网络化测试系统和大型集成自动数据采集系统在试车台测试系统中优势越发明显，被广泛应用，大大提高了测试准确性、效率显著。
丰富多样的仪器总线及现场总线技术，使得各部件间数据获得和传输同步性得到有效保障；网络技术使得仪器远程控制，内部资源共享等变得方便快捷，开辟了信息交流和数据共享的新阶段。测控工程师可以通过计算机软件自己定义应用程序，从硬件设备中获取数据，分析、处理、显示、存储数据，并可以
创建最适合的具体应用与操作用户界面[1]
。
现在测量测试系统己把测试设备、公共数据库服务器及浏览器紧密连接起来，为用户提供了全新数据采集与处理、实时显示、实验数据存储与分析方法，网络化应用程序使用户更具有主动权。
航空发动机性能测试方法研究
航空发动机性能测试方法研究
航空发动机是飞机的核心组件之一，它的性能直接关系到飞机飞行的安全和多项指标的达成。为了保证航空发动机的运行质量和飞行安全，必须对发动机进行性能测试和评估。下面就探讨一下航空发动机性能测试方法的研究。
一、性能测试的基本要求
航空发动机性能测试是指通过实验和计算来测算发动机在请求工况下的各项性能参数，以评价发动机的性能是否满足设计要求。这种测试方法需要满足以下基本要求:
1. 准确性：测试结果必须准确可靠，不得存在误差。要求测试设备和技术人员的精度和能力都达到一定的标准。
2. 可重复性：测试方法必须能够重复使用，以实现测试结果的一致性。测试过程中需要对测试条件、测试设备和测试环境等进行控制和记录。
3. 稳定性：测试方法必须能够保证运行的稳定性，避免不必要的变化对测试结果造成干扰。
4. 性价比高：测试方法在保证准确性、可重复性和稳定性的前提下，应该尽可能地节约成本。
二、性能测试的方法
航空发动机的性能测试方法主要分为静态试验和动态试验两种。
1. 静态试验
静态试验是指在试验台（或者测功机）上对发动机进行测试，根据发动机各项性能参数的变化，确定发动机在不同工况下的性能。静态试验要求试验台和测试设备都具有高度的精度和稳定性。静态试验可以分为以下几种：
（1）功率试验：通过不同转速下的动力输出来测试发动机的功率。
（2）油耗试验：通过测量燃油的消耗量来确定发动机的燃油效率。
（3）温度试验：通过确定发动机在不同负载下的温度变化来测试发动机的散热效果。
（4）振动试验：通过观察或测量发动机的振动情况来评估其可靠性和long-term操作。
航空发动机试验与测试技术研究
航空发动机试验与测试技术研究第一章绪论
航空发动机是飞机飞行的关键部件之一。其寿命、可靠性、效率等关键指标，直接关系着飞机的性能和安全。为了确保航空发动机的质量和安全，以及满足不断升级的技术需求，航空发动机试验与测试技术显得尤为重要。
第二章航空发动机试验技术
航空发动机试验分为台架试验和飞行试验。其中，台架试验是航空发动机研发过程中的关键环节。在台架试验中，需要对发动机进行各种试验，包括磨损试验、损伤试验、疲劳试验、可靠性试验等。这些试验可以帮助发动机厂家确定发动机的寿命和可靠性指标。
第三章航空发动机测试技术
航空发动机测试可以分为静态测试和动态测试。其中，静态测试主要是通过检测发动机各部件的温度、压力、振动等参数，评估发动机在不同工作状态下的性能指标。动态测试则主要是在实际飞行中对发动机进行测试，以评估其在高空、低温、高温等各种极端环境下的性能指标。
第四章航空发动机性能测试技术
航空发动机性能测试是评估发动机整体性能指标的过程。它主
要包括推力测试、油耗测试和空气动力测试。推力测试是评估发
动机推力输出能力的指标，这在选择发动机型号时尤为重要。油
耗测试则是评估发动机燃料消耗能力的指标。空气动力测试则是
为了评估发动机的空气动力性能指标，主要包括气动布局和空气
动力特性。
第五章航空发动机故障与故障排查技术
航空发动机故障会严重影响飞机的安全和性能。因此，及时排
查航空发动机故障显得尤为重要。在排查故障时，需要使用各种
先进的故障诊断技术和工具。比如飞行数据记录仪和事件记录仪
可以记录发动机在飞行过程中的各种数据，帮助判断发动机的故
航空发动机性能检测与分析技术
航空发动机性能检测与分析技术
1. 航空发动机检测的重要性
航空发动机是飞机的核心部件，其性能稳定与否对飞机的运行以及乘客的生命安全都有着至关重要的影响。因此，航空发动机的性能检测是航空运输领域中不可缺少的一环。通过检测发动机的性能，可以及时发现潜在的问题并及时修复，确保发动机运行的安全和可靠性。
2. 航空发动机性能检测的方法
航空发动机的性能检测需要使用到一系列的测试仪器和设备。其中，可以用来检测性能的主要仪器有：燃油流量计、气压计、温度计、转速计、压力传感器等。这些仪器可以通过实时监测航空发动机的各项参数，来评估发动机的工作状态，发现存在的问题，并对问题进行分析。
3. 航空发动机性能检测的内容
在进行航空发动机性能检测时，我们需要关注的主要内容包括以下几个方面：
（1）燃油消耗量。燃油的消耗量是衡量航空发动机性能的一个重要指标。通过监测燃油的消耗量，可以评估发动机的燃烧效率以及发动机是否存在漏油等问题。
（2）航空发动机压力。发动机的压力是影响其工作效率的一个关键因素。通过监测压力，可以评估发动机的压力状态，发现压力不足或华丽过大等问题。
（3）航空发动机温度。发动机的温度状态对其工作效率也有着至关重要的影响，因此，在进行发动机检测时，需要对其温度状态进行监测，发现过热、过冷等问题。
（4）航空发动机震动情况。航空发动机的震动状态会对其稳定性产生影响。通过监测发动机的振动状态，可以发现可能存在的轴承损坏等问题。
4. 航空发动机性能检测的分析技术
航空发动机性能检测不仅仅只是对各项参数的实时监测，还需要借助一些分析技术，对发动机的性能状态进行深入分析。以下是几种常用的航空发动机性能分析技术：
航空航天工程师在航空发动机测试与验证中的工作流程与技巧
航空航天工程师在航空发动机测试与验证中
的工作流程与技巧
航空航天工程师在航空发动机测试与验证中扮演着举足轻重的角色。他们需要确保发动机在各种条件下能够安全运行并具有高效性能。为
了达到这个目标，航空航天工程师必须遵循特定的工作流程，并掌握
一些关键的技巧。本文将讨论航空航天工程师在航空发动机测试与验
证中的工作流程与技巧。
第一步：规划与设计
在开始航空发动机的测试与验证工作之前，航空航天工程师需要进
行规划与设计。这一步骤是确保测试的顺利进行的关键。工程师首先
需要明确测试目标，确定需要验证的性能指标，并制定相应的测试计划。同时，工程师还需考虑测试所需的资源和设备，并进行合理安排。在规划与设计阶段，航空航天工程师需要与其他相关团队进行紧密合作，确保各项准备工作的顺利进行。
第二步：测试准备
测试准备是航空发动机测试与验证工作的重要一环。在开始测试之前，航空航天工程师需要对测试设备和系统进行检查和校准，确保其
正常工作和准确性能。此外，工程师还需要准备相关的测试文档和数
据记录表格，并对测试过程进行细致的规划和布局。测试准备的工作
要仔细、认真，确保每一个细节都能被考虑到，以提高测试的有效性
和准确性。
第三步：测试执行
一旦测试准备工作完成，航空航天工程师就会开始测试执行阶段。
在这个阶段，工程师需按照测试计划进行测试，并记录下相关的数据
和结果。测试执行过程中，工程师需要严格遵循测试标准和规程，确
保测试的可重复性和一致性。同时，工程师还需密切监控测试设备和
系统的运行情况，及时处理可能出现的问题和异常情况。测试执行阶
航空发动机试验测试技术发展探讨
航空发动机试验测试技术发展探讨
王振华;王亮
【摘要】强调了航空发动机试验测试技术在发动机研制过程中的重要性.简述了航空发动机试验测试技术的特点及国内外发展现状,分析了其试验测试技术发展需求,提出了发展设想.为适应新1代航空发动机研制的需求,必须积极推进其试验测试技术的快速发展,应及时开展其研制试验所需测试仪器的研究和开发,组织开展其试验测试技术研究,加强专业间交流和协同,进一步提高试验测试结果的准确度,建立和完善试验测试技术标准规范.
【期刊名称】《航空发动机》
【年(卷),期】2014(040)006
【总页数】5页(P47-51)
【关键词】测试技术;试验;测试仪器;航空发动机
【作者】王振华;王亮
【作者单位】中航工业沈阳发动机设计研究所,沈阳110015;中航工业沈阳发动机设计研究所,沈阳110015
【正文语种】中文
【中图分类】V23
航空发动机是1个复杂的动力装置，主要由进气道、压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、尾喷管、附件传动装置与附属系统等组成。其内部的气动、热力和结构特性非常复杂，因此对其工况尚不能从计算上给予详尽准确地描述，必须依靠试验
来获得相关数值。在进行发动机装配前，需要确认每个部件的性能均满足设计指标，同时，需要在试车台上进行试验测试（如压气机的增压比、空气流量、喘振点，燃烧室的燃烧效率、出口温度分布等），获得整机的推力、单位耗油量等性能数据，用于评价其是否满足设计使用要求。发动机研制中要进行大量的材料、零部件、整机试验测试才能确认其性能、可适用性、环境条件、完整性、战斗生存力等是否满足发动机使用要求。据统计，一型航空发动机研制工作一般需要进行10万h的部件试验，4万h的材料试验，1万h的整机试车。试验测试技术是发展先进航空发动机的关键技术之一，试验测试结果既是验证和修改发动机设计的重要依据，也是评价发动机部件和整机性能的重要判定条件。“航空发动机是试出来的”已成为行业共识。
航空发动机试验
试验内容
发动机研制
按照试验项目设置，航空发动机通用规范中大部分研制试验均可划归为可靠性试验，均可用于发动机型号研 制的可靠性综合评估。其内容主要包括结构完整性、性能稳定性和控制系统中的软件可靠性设计等。结构完整性 保障推进系统结构设计足以满足强度、振动、耐久性、损伤容限、包容性等要求；性能稳定性意味着持续且可靠 地起动，平稳而又灵敏地加、减速，在给定功率状态下保持稳定的推力以及无失速、熄火和燃烧不稳定等。当然， 作为设计分析的基础，在研制中还要材料性能试验，充分保证基础数据的可靠性。
航空发动机的工作条件非常苛刻，处于高温、高压和高速转动的工作状态，为了提升航空发动机的性能、可 靠性以及寿命等，要充分掌握航空发动机在不同工况下的温度、压力、腐蚀、间隙以及应力等情况。
设计计算方法发展很快，但仍不可能把发动机实际工作中可能遇到的所有复杂情况都考虑进去，因此离开试 验要研制出工作可靠、技术先进的航空发动机是不可能的。大量试验积累的经验与数据是改进设计和计算方法的 重要基础。试验技术同设计计算分析、制造技术一起成为研制航空发动机的三大技术支柱。
航空发动机故障诊断方法及测试流程分析
69
中国航班
飞行与安全
Flight and Safety
CHINA FLIGHTS
航空发动机故障诊断方法及测试流程分析
聂通|航空工业陕西飞机工业（集团）有限公司试飞厂
摘要：航空发动机的故障诊断技术主
要需要掌握发动机的工作状态运行的进程和判断发动机的可靠性。把发动机打开看看是否不正常。最好是提前发现故障，然后评估各种故障的原因和部位，对发生故障的部位采取维修措施，以后增加维修。
关键词：航空发动机；故障诊断方法；测试流程
1 航空发动机故障分类
1.1 稳定故障
稳定的错误是非常重要的在航空发动机故障。这种断层具有很深的危害性。在检测过程中存在许多困难。很容易改变发动机的工作点,并很容易引起发动机的气动不稳定。可以保证发动机的安全，使其工作更加可靠。
1.2 磨损失效和疲劳失效
在各种发动机故障中，早期故障主要是磨损和部件疲劳，磨损主要是由于各部件之间的异常磨损而引起的，从而导致故障疲劳。因为在这个原因之后，主要的损伤是叶片和轴承，这将导致许多发动机停机事故。
1.3 气路故障
在使用航空发动机的过程中，由于零件的损坏，叶片会失效，发动机的结构会产生各种变化，这将导致发动机的性能下降，从而出现各种故障。空气回路故障可以根据元件的类别进行分类。主要故障包括:空气回路元件故障、附件故障、转子机械故障等。
1.4 振动故障
发动机的磨损和变形的过程中使用会导致发动机转子偏差和不平衡故障的现象。如果有一个错误在轴承的安装,它会引起轴系的失败。发动机振动的主要失效模式的失败。
1.5 燃料控制系统故障
发动机中的故障是燃油控制系统的故障，该故障包括几个方向。前驱体和执行器是燃油控制系统中非常重要的部件。这两个部分也容易出现各种故障。控制系统是整个发动机的核心系统，如果出现故障，将会造成严重的后果。燃料系统中发动机的燃料供给压力与燃料系统中的燃料压力和燃料消耗之间的关系是成反比的。为了处理由于流量增加而引起的压力降低，发动机需要增加燃油供给压力来弥补。
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航空发动机试验测试技术
航空发动机是当代最精密的机械产品之一，由于航空发动机涉及气动、热工、结构与
强度、控制、测试、计算机、制造技术和材料等多种学科，一台发动机内有十几个部件和
系统以及数以万计的零件，其应力、温度、转速、压力、振动、间隙等工作条件远比飞机
其它分系统复杂和苛刻，而且对性能、重量、适用性、可靠性、耐久性和环境特性又有很
高的要求，因此发动机的研制过程是一个设计、制造、试验、修改设计的多次迭代性过程。在有良好技术储备的基础上，研制一种新的发动机尚要做一万小时的整机试验和十万小时
的部件及系统试验，需要庞大而精密的试验设备。试验测试技术是发展先进航空发动机的
关键技术之一，试验测试结果既是验证和修改发动机设计的重要依据，也是评价发动机部
件和整机性能的重要判定条件。因此“航空发动机是试出来的”已成为行业共识。
从航空发动机各组成部分的试验来分类，可分为部件试验和全台发动机的整机试验，
一般也将全台发动机的试验称为试车。部件试验主要有：进气道试验、压气机试验、平面
叶栅试验、燃烧室试验、涡轮试验、加力燃烧室试验、尾喷管试验、附件试验以及零、组
件的强度、振动试验等。整机试验有：整机地面试验、高空模拟试验、环境试验和飞行试
验等。下面详细介绍几种试验。
1进气道试验
研究飞行器进气道性能的风洞试验。一般先进行小缩比尺寸模型的风洞试验，主
要是验证和修改初步设计的进气道静特性。然后还需在较大的风洞上进行l／6或l／5的
缩尺模型试验，以便验证进气道全部设计要求。进气道与发动机是共同工作的，在不同状
态下都要求进气道与发动机的流量匹配和流场匹配，相容性要好。实现相容目前主要依靠
进气道与发动机联合试验。
2，压气机试验
对压气机性能进行的试验。压气机性能试验主要是在不同的转速下，测取压气机特性
参数(空气流量、增压比、效率和喘振点等)，以便验证设计、计算是否正确、合理，找出
不足之处，便于修改、完善设计。压气机试验可分为：
(1)压气机模型试验：用满足几何相似的缩小或放大的压气机模型件，在压气机试验台上按任务要求进行的试验。
(2)全尺寸压气机试验：用全尺寸的压气机试验件在压气机试验台上测取压气机特性，确定稳定工作边界，研究流动损失及检查压气机调节系统可靠性等所进行的试验。
(3)在发动机上进行的全尺寸压气机试验：在发动机上试验压气机，主要包括部件间的匹配和进行一些特种试验，如侧风试验、叶片应力测量试验和压气机防喘系统试验等。
3，燃烧室试验
在专门的燃烧室试验设备上，模拟发动机燃烧室的进口气流条件(压力、温度、流量)
所进行的各种试验。主要试验内容有：燃烧效率、流体阻力、稳定工作范围、加速性、出
口温度分布、火焰筒壁温与寿命、喷嘴积炭、排气污染、点火范围等。
由于燃烧室中发生的物理化学过程十分复杂，目前还没有一套精确的设计计算方法。因此，燃烧室的研制和发展主要靠大量试验来完成。根据试验目的，在不同试验器上，采
用不同的模拟准则，进行多次反复试验并进行修改调整，以满足设计要求，因此燃烧室试
验对新机研制或改进改型是必不可少的关键性试验。
按试验件形状可分为单管试验(用于单管燃烧室)、扇形试验(用于联管燃烧室和环形燃烧室)、环形试验(用于环形燃烧室)。
另外，与燃烧室试验有关的试验还有：
(1)冷吹风试验
研究气流流经试验件时的气动特性和流动状态的试验。
(2)水力模拟试验
根据流体运动相似原理，以水流代替气流，研究试验件内部各种流动特性的试验。
（3）燃油喷嘴试验
这是鉴定喷嘴特性的试验。
（4）燃气分析
对燃烧室燃烧后的气体的化学成分进行定性、定量分析。
（5）壁温试验
模拟燃烧室的火焰筒壁面冷却结构，对不同试验状态下的壁面温度和换热情况进行测量和分析。
（6）点火试验
研究燃烧室点火和传焰性能的一种试验。
4 涡轮试验
几乎都采用全尺寸试验。涡轮试验一般不模拟涡轮进口压力、温度，试验时，涡轮进口的温度和压力较实际使用条件低的多。因而，通常都只能进行气动模拟试验，及进行涡轮气动性能的验证和试验研究。
与涡轮试验有关的试验还有：高温涡轮试验、涡轮冷却效果试验。
5 加力燃烧室试验
研究加力燃烧室燃烧效率、流体损失、点火、稳定燃烧范围是否满足设计要求以及结构强度、操纵系统与调解器联合工作等性能的试验。按设备条件可分为全尺寸加力燃烧室地面试验，模拟高空试验台和飞行台的加力试验。全尺寸加力燃烧室地面试验一般选用成熟合适的发动机做主机，以改型或新设计的全尺寸的加力燃烧室做试验件，进行地面台架或模拟状态试验。目的是确定加力燃烧室的性能及结构强度，为整机试验创造条件，缩短整机研制周期，在性能调整试验基本合格后在与原型机联试。加力燃烧室高空性能（如高空推力、耗油率、飞行包线内点火和稳定燃烧室）的试验，应在高空模拟试车台和飞行台上进行。
6 尾喷管的试验
用全尺寸或缩尺模型尾喷管在试验设备上模拟各种工作状态，测取性能数据，考核是否达到设计要求的试验。
按试验内容分为：
（1）结构试验：主要考验机械构件、调节元件、操纵机构的工作可行性。除用部件模拟试验外，主要是在整机上对全尺寸尾喷管做地面、模拟高空试验及飞行试验。
（2）性能试验：分内流试验和外流干扰试验。该实验可做缩尺模型和全尺寸部件模拟试验或整机试验。缩尺模型试验不能完全模拟真实流动和几何形状，只适于做方案对比和
机理探讨。
7 整机试验
整机地面试验一般在专用的发动机地面试车台上进行，包括露天试车台和室内试车台
两类。其中露天试车台又包括高架试车台和平面试车台。发动机地面室内试车台由试车间、操纵间、测力台架和试车台系统等组成。
试车间包括进气系统、排气系统和固定发动机的台架。对于喷气发动机、涡轮风
扇发动机，台架应包括测力系统；对于涡轮轴和涡轮螺旋桨发动机则应包括测扭(测功)系统。试车间内要求气流速度不大于10米／秒，以免影响推力的测量精度；进排气部分力求做到表面光滑，气流流过时流动损失尽量少。
8 高空模拟试验
高空模拟试验是指在地面试验设备上，模拟飞行状态(飞行高度、飞行马赫数)和飞行
姿态(攻角、侧滑角)以及环境条件对航空发动机进行稳态和瞬态的性能试验。简而言之，
就是在地面人工“制造”高空飞行条件，使安装在地面上的发动机如同工作在高空一样，
从而验证和考核发动机的高空飞行特性。
随着飞机飞行高度、速度的不断提高，发动机在整个飞行包线(发动机正常工作的速度和高度界限)范围内的进气温度、压力和空气流量等参数有很大变化。这些变化对发动机内部各部件的特性及其工作稳定性，对低温低压下的点火及燃烧，对发动机的推力、耗油率
和自动调节均有重大影响。发动机在高空的性能与地面性能大不相同。影响发动机结构强
度的最恶劣的气动、热力负荷点已不在地面静止状态条件下而是在中、低空告诉条件下，
如中空的马赫数为1.2-1.5.在这种情况下，发展一台新的现代高性能航空发动机，除了要
进行大量的零部件试验和地面台试验之外，还必须利用高空台进行整个飞行包线范围内各
种模拟飞行状态下的部件和全台发动机试验。高空模拟试验台，就是地面上能够模拟发动
机于空中飞行时的高度、速度条件的试车台，它是研制先进航空发动机必不可少的最有效
的试验手段之一。
高空模拟试验的优越性有：
（1）可以模拟发动的全部飞行范围
（2）可以模拟恶劣的环境条件
（3）可以使发动机试验在更加安全的条件下进行：不用飞行员冒险试机，可以防止机毁人亡的悲剧。
（4）可以提高试验水平：测量参数可以更好的控制
（5）缩短发动机研制周期：（两周的高空模拟试验相当于300次飞行试验，而高空模拟实验仅为飞行试验的1/30~1/6）
9 环境试验
环境试验的实质是指发动机适应各种自然环境能力的考核，按通用规范，环境试验所包含的项目可以分为三类：