概括
测试在航空发动机的研发中至关重要,测试分为三个阶段:静态测试、稳态运行测试和飞行测试。试验台,无论是在地面还是在飞行中,都是配备有先进数据收集和分析仪器的专用平台。发动机试验台在微调性能参数、优化发动机效率和改进整体发动机开发方面发挥着至关重要的作用。测试是航空发动机研发中必不可少的环节。每台从总装线下线的新型喷气发动机都必须经过一系列测试,才能获得适航认证。
完成的发动机的功能测试分为三个阶段:静态测试、静止运行测试和飞行测试。在静态测试阶段,发动机不运行。在这些测试中,将检查发动机的所有关键系统,包括液压、电气和冷却系统。
静态运行测试是将发动机安装在支架上并以运行速度运行。这些测试通常在发动机制造厂内或周围的大型风洞(也称为试验台)中进行。
发动机以不同的速度运转以模拟真实飞行,同时收集数千个参数的数据。试验台是专用平台,可使用传感器、麦克风、加速度计和测力计来检测运行过程中最微小的异常。
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全新发动机的最后一组测试是在飞行试验台上进行的。制造商使用改装的商用飞机安装额外的发动机进行飞行测试。通用电气使用改装的波音 747-100作为发动机试验台近 50 年,直到 2018 年退役该机型。
照片:通用电气
多年来,GE 使用飞行试验台认证了 11 种发动机型号和 39 种不同的发动机构造,包括 GE90(用于波音 777)和 GEnx(用于波音 787 梦想飞机和 747-8)。这些测试不仅是为了认证发动机,而且数据还有助于提高发动机的效率。
发动机试验台的重要性不论试验台类型如何,无论是地面试验台还是飞行试验台,它们都是配备有用于数据收集和分析的先进仪器的专用平台。典型的地面试验台配有隔音门、隔音窗、楔子和其他设备,以消除所有噪音。试验台还包括适当的测力计和发动机周围的灵敏麦克风,以测量噪音。
这些麦克风可探测到发动机噪音的变化,从低功率到最大功率,变化幅度可达几分贝。声学也经过精心控制,以提取有关发动机性能和不同速度下的振动的准确相关数据。根据性能允许限度分析从仪器获得的数据。
图片:劳斯莱斯
新推出的发动机型号在测试阶段有很大的改进空间。数百个性能参数在测试过程中经过微调,以优化发动机效率。此外,每个重要参数都根据飞行包线进行表征,以获得最佳性能。
劳斯莱斯的 Testbed 80劳斯莱斯的 Testbed 80 是位于英国德比的全球最大、最智能的地面发动机试验台。该平台可以以每秒高达 200,000 个样本的速度收集 10,000 多个不同参数的数据。
图片:劳斯莱斯
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该试验台可处理高达 155 lbf 推力的发动机,足以用一台发动机发射一架波音 747。该平台还可以使用可持续航空燃料 ( SAF ) 运行发动机,并配备 140,000 升的油箱,足以为普通家用车加满 3000 次。
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