刘琳琳,王毅,常蕾

(航空工业北京长城计量测试技术研究所,北京100095)

0 引言

涡喷和涡扇航空发动机在室内试车台进行试车时,由于发动机吸气和排气扩压器引射作用,试车间内产生气流流动,形成气动流场[1]。发动机在地面试车遇到的许多问题都与缺乏对试车间内气动流场品质的理解和认识有关。较差的流场品质会导致发动机转速和推力不稳定,甚至使风扇或其它核心部件失灵。普惠公司JT9D发动机的试车试验表明,如果发动机进口流场不均匀,空气流量在发动机进口截面上的最大差值可达2.28 kg/s,推力可减少2280 N[2]。较差的流场品质还对室内试车台气动附加阻力修正造成很大困扰,试车间内速度场的均匀性每下降10%,试车间内的平均流速会波动0.3～0.5 m/s,进气道附加阻力修正项的测量误差将增大5%～10%。流场品质的差异也是造成不同试车台试验数据不一致的一个重要原因。Freuler R J等人的研究结果表明,通过对大涵道涡扇发动机室内试车台试车间气流速度均匀性、进气道总压均匀性、引射比等气动参数进行限制,可以使发动机在一个稳定的环境中运行,如:转速波动小于±5 rad/min,推力波动小于±300 lb(±1.333 kN),相当于推力等级为60000 lb(266.7 kN)的发动机在最大额定起飞状态下,推力测量误差不高于±0.5%[3]。为了在试车间内开展稳定、准确、可重复的发动机性能试验,需要对某些气动参数加以限制。

本文梳理国内外有关室内试车台气动流场特性研究的文献和规范,对比分析国内外气动流场参数要求的差异,研究室内试车台进、排气结构等对流场品质的影响,并对室内试车台流场品质评价体系的完善提出建议,为提高试车台设计性能及提升试车台气动流场品质提供参考。……