飞机发动机测试:您可能不知道的5件事

孟尝门军武 2024-11-02 00:47:18

现代飞机在被认定为安全飞行之前要经过严格的测试。几乎所有飞机部件,从机翼到机身和发动机,在商业/私人飞行之前都必须经过测试。新型飞机专注于设计可以使用可持续燃料的发动机,但认证可持续航空燃料(SAF) 可运行的发动机是否更安全是一个耗时的过程。

这是因为飞机发动机测试涉及很多程序。让我们来看看您可能不知道的有关飞机发动机测试的五件事。

1经历一场冷热交替的竞选从酷热到冰冷

安柏瑞德航空大学普雷斯科特校区航空学院副院长Brian Roggow 表示,飞机遭遇的极端高温是一个需要妥善应对的挑战:

“飞行员在每次飞行中都会考虑天气因素,例如温度、气压、降水、风速等……当我们达到这些类别中的任何一个极端时,飞行可能会被推迟或取消。在极端高温的情况下,如果制造商无法测试或发布数值,飞机性能数据可能无法获得。”

照片:Skybrary.aero

因此,飞机需要在极高或极低的温度下进行测试。飞机需要进行的测试之一是热段检查 (HSI)。这涉及检查以下发动机部件:

燃烧室压缩机涡轮盘涡轮叶片定子叶片环

据普惠公司报道,进行热成像检查有助于发现非旋转部件中的细微裂纹,并检查某些部件是否需要更换。BBC报道称,飞机还可以在冰点温度下进行检查,以检查它们是否能够承受极端条件:

“……为了检验最新的空客 A350 XWB 飞机抵御严寒的能力,飞机制造商的工程师将其带到了加拿大北极地区努纳武特的首府伊卡卢伊特。飞机在那里停留了一周,测试包括在低至 -28C (-18F) 的气温条件下在地面和空中操作飞机,并在雪地中进行推力反向测试——基本上就是在中止起飞时可能会遇到的突然刹车的影响。”

在波音公司的研究空气动力学结冰隧道(Brait)中,发动机可承受-40C(-40F)的温度,以模拟发动机可能遇到的雨、冰和云的条件。

2飞机发动机噪音的测量精度达到分贝的几分之一美国宇航局格伦研究中心引领美国降低飞机发动机噪音的努力

如果航空业要实现可持续发展目标,飞机发动机产生的噪音是需要减少的问题之一。劳斯莱斯等发动机制造商使用高灵敏度麦克风来检测微小到几分之一秒的发动机噪音。

放置在发动机试验台周围的麦克风监测发动机以低功率或最大功率运行时的噪音水平。为了确保地面空气湍流不会干扰发动机的头部,“发动机进气口装有一个看起来像巨型高尔夫球的东西”。

图片:劳斯莱斯

据劳斯莱斯公司介绍,该发动机制造商正在寻求在降低发动机噪音方面取得前所未有的成果:

“如今的飞机比 20 年前明显安静,我们正与整个航空业一道努力实现环保目标,即到 2050 年将噪音比 20 年前降低 65%。新改进的技术意味着 Trent 1000 和 Trent XWB 等发动机比以往更安静。”

降低发动机噪音的一些方法包括:

集成降低燃料消耗的新技术使用风洞模拟3美国宇航局于 20 世纪 50 年代建造的发动机测试设施至今仍然存在两个高海拔试验室均采用大型钢铸件

第二次世界大战结束后,更强大、更强劲的飞机即将问世。因此,测试这些大功率发动机需要最先进的测试设施。因此,美国国家航空咨询委员会 (NACA) 建造了以下设施:

推进系统实验室(PSL)1号推进系统实验室(PSL)2号

图片:NASA

据 NASA 称,太空竞赛也改变了 PSL 1 号和 2 号的测试方式:

“刘易斯研究人员最初使用该设施测试 20 世纪 50 年代早期的新型喷气发动机和为纳瓦霍和波马克导弹提供动力的冲压发动机。随着太空计划的到来,他们转向化学火箭发动机,包括普惠公司著名的 RL-10,它推动了 Centaur 火箭 。在 20 世纪 60 年代后期,重点又回到了航空推进上,因为工程师们使用 PSL 研究颤振、进气口畸变和电传操纵系统等复杂问题。”

20 世纪 70 年代,NASA 建造了两个更大的试验室,即 PSL 3 号和 4 号,它们构成了航天局的独立测试设施的一部分。这些设施有助于开发和研究飞机发动机和推进系统。

4鸡枪将死鸟射入发动机用于测量发动机对鸟击的抵抗力

每年,全球有数百架飞机报告遭遇鸟击事件。有时,鸟击往往会导致飞机的两个引擎都失效,就像哈德逊奇迹一样。因此,(飞机)引擎需要经过严格的测试,以检查它们能承受多大的鸟击。

照片:飞行杂志 | Wikimedia Commons

加拿大国家研究委员会(NRC)高级研究员 Azzedine Dadouche在接受 CNN 采访时解释了如何校准发动机以确定其是否能承受鸟击:

“为了进行校准测试,我们可以使用明胶鸟,也可以使用从杂货店买来的鸡。一旦我们进入靶场,我们就会使用真鸟来完成校准,当然,我们也使用真鸟进行认证测试。鸟——总是死鸟——连羽毛、头、腿、所有东西一起放进大炮。我们从专门的公司购买这些鸟,这些公司使用猛禽来吓跑机场附近的鸟类。有时小鸟会被杀死。”

以下是有关鸡枪的一些其他有趣事实:

它们能够以 1,000 英里/小时(1.36 马赫)的速度发射两磅重的明胶弹丸。超级大炮是世界上最大的可操作火炮,直径为17.25英寸。5世界上最大的地面发动机试验台位于英国德比内部面积大于一个足球场

劳斯莱斯80 号试验台位于英国德比,是世界上最大的地面发动机试验台。以下是有关劳斯莱斯 80 号试验台的一些有趣事实:

它允许“以每秒高达 200,000 个样本的速度收集超过 10,000 个不同参数的数据”。它配备的油箱容量可以为普通汽车加油 3000 次。试验台上的X射线机每秒可以拍摄30张图像。

图片:劳斯莱斯

该平台还可以使用可持续航空燃料(SAF)来运行发动机,据劳斯莱斯称,这是其建造的最复杂的试验台:

“经过近三年的建设和 9000 万英镑的投资,该项目的竣工是一个重要的里程碑。80 号试验台的内部面积为 7,500 平方米,比英超足球场还大,其设计采用了独特的技术和系统,比我们其他任何试验台都更强大、更复杂。”

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孟尝门军武

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