航空发动机直连式高空模拟试车台主要设计技术难点分析

航空发动机直连式高空模拟试车台主要设计技术难点分析

发表时间：2019-07-10T09:49:00.537Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年7期作者：刘炳伟陈宣任初广宇高福山

[导读] 高空模拟试车台是航空发动机技术探索、试验验证和鉴定定型不可或缺的核心设备，设计过程中存在很多设计技术难点，本文就此进行相应的技术初步探讨。

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摘要：高空模拟试车台是航空发动机技术探索、试验验证和鉴定定型不可或缺的核心设备，设计过程中存在很多设计技术难点，本文就此进行相应的技术初步探讨。

关键词：航空发动机试验工艺设计

前言

航空发动机是在高温、高压、高转速、高负荷等极为苛刻的条件下工作的复杂装备。虽然设计计算方法与试验技术相辅相成不断进步，但是计算手段仍然无法全面考虑实际工况，取代试验的地位，为保证发动机可靠工作，仍须进行多种严格试验，试验积累的大量经验与数据也是改进设计和计算方法的重要基础。

高空模拟试车台是航空发动机技术探索、试验验证和鉴定定型不可或缺的核心设备，具有准备时间短、测试数据多、准确、可靠，重复性好，周期和费用短，经济可靠等特点，战略意义十分重要。

根据设备型式航空发动机高空模拟试车台可以分为直连式高空模拟试车台、自由射流高空模拟试车台和推进风洞。本文就航空发动机直连式高空模拟试车台的建设主要难点进行初步的技术探讨。

一、航空发动机高空模拟试车台介绍

1、基本概念

航空发动机高空模拟试车台是指在地面设备设施中通过建立进排气条件达到模拟发动机在不同高度和速度的飞行条件下的工作状况的大型复杂系统。

航空发动机高空模拟试车台工艺原理如图1-1所示，一般包括高空舱、冷却器、灭焰段等主体设备及配套的气源系统、空气处理系统、水、电力、燃油、蒸汽系统等。

图1－1 航空发动机高空模拟试车台工艺原理简图

2、主要特点

航空发动机高空模拟试车台核心是可以控制进气条件和环境压力、温度等参数的高空舱。被试发动机置于高空舱内，通过控制进气条件和舱内压力、温度，即可在地面模拟发动机在不同飞行高度和飞行速度下工作的环境，测取发动机性能并考核发动机及其系统的工作可靠性。因此，高空模拟试车台具有模拟飞行包线宽广、试验周期短、试验可重复性好、测试参数种类多、精度高、数据可靠等特点。

二、航空发动机直连式高空模拟试车台主要建设技术分析

1、直连式高空模拟试车台设计总体技术分析

直连式高空模拟试车台（以下简称高空台）建设是一个系统工程，需要就特定发动机和后续能力预留情况，确定主要被试对象的工作包线，进而确定高空台的试车工作包线，以此作为主要的设计依据。

2、直连式高空模拟试车台主要系统技术难点分析

高空台试验过程具有能耗高、间断性、无特别严格规律的特点，因此在设计过程中需要着重考虑这些特点对各个系统和专业的影响，尤其是温度交变工况的影响。

（1）气源系统

气源系统主要是指空压机组和空气管网系统组成的统一整体，按照试验功能分供气和抽气系统两部分。供气系统为发动机进口提供压缩空气，抽气系统建立发动机背压，模拟飞行高度。根据被试发动机需求，气源系统采用串并联组合供抽气方案进行设计。供抽气能力配置遵循“高低搭配”的原则，机组建设考虑一定的预留。

（2）空气处理系统

空气处理及加降温系统主要用于提供发动机进口所需的某一特定压力、温度、湿度的空气，系统包括干燥、除湿、除尘、加温、降温等部分。温度、振动影响需要在设计中重点分析。

（3）高空舱

高空舱是高空台的核心部分，承载着被试发动机的试验、测试任务，主要布置试车台架、被试发动机、排气扩压器、试车设备及相应

管路等。

高空舱需要重点考虑工艺尺寸与被试对象之间的关联关系、气动温度压力等对试验舱的影响、运输安装调试对空间的需求、设备基础抗沉降设计等。

（4）排气冷却器

排气冷却器主要功用是将高温燃气换热降温，使之达到直排大气或者将高温燃气换热降温并分离燃气中残留的燃油，熄灭火焰，使之达到抽气机组进口气体品质要求。

排气冷却器由于其环境温度场变化剧烈，重点考虑气动、换热、力学影响因素并在设计中考虑设备的更换方案和工程预留。

（5）水电等系统

高空模拟试车台水电油气等系统为高空台提供相应的配套支持。

各系统的统筹总体规划，相应供给需求核算，系统的应急保障方案，各系统的总体级系统问题的分析是重要的考虑方向。

结论

本文就直连式高空模拟试车台建设的技术难点进行初探，为此类项目总体分析做出初步工作。详细的各系统工作开展是后续讨论的内容。

参考文献

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[5]刘炳伟，自由射流高空模拟试验设施建设初探，航空工程建设，2013年7月

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