導(dǎo)讀:
一型航空發(fā)動(dòng)機(jī)在正式定型之前,要經(jīng)歷大大小小、從地面到空中各種種類繁多的試驗(yàn),試驗(yàn)累計(jì)時(shí)間長達(dá)幾萬小時(shí),試驗(yàn)周期長達(dá)幾年乃至十年左右。經(jīng)歷了各種磨礪之后,一型發(fā)動(dòng)機(jī)才能作為一顆強(qiáng)勁而可靠的“心”推動(dòng)飛機(jī)翱翔藍(lán)天。那么,航空發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)都有哪些項(xiàng)目呢,具體又是如何進(jìn)行的呢?為了了解清楚以上問題,本刊特邀請了著名航空發(fā)動(dòng)機(jī)專家劉大響院士為我們娓娓道來。
試驗(yàn)的重要性
記者(以下簡稱記):劉院士您好,我們了解到,一型航空發(fā)動(dòng)機(jī)在投入正式使用之前要做各種試驗(yàn),而且試驗(yàn)項(xiàng)目很多,試驗(yàn)時(shí)間很長。為什么航空發(fā)動(dòng)機(jī)要做如此多、如此長的試驗(yàn)?zāi)兀?/span>
劉大響院士(以下簡稱劉):航空發(fā)動(dòng)機(jī)是推動(dòng)飛機(jī)飛行的動(dòng)力,與地面、水面運(yùn)輸工具的動(dòng)力裝置不同,地面、水面運(yùn)輸工具動(dòng)力裝置出現(xiàn)問題時(shí),可以停車或者停泊排除故障,而航空發(fā)動(dòng)機(jī)其“工作崗位”是在數(shù)千上萬米的空中。發(fā)動(dòng)機(jī)一旦在空中出現(xiàn)問題,飛機(jī)將失去動(dòng)力,就無法保持飛行高度和速度,輕則導(dǎo)致飛機(jī)無法完成任務(wù),重則會(huì)造成機(jī)毀人亡的重大事故。同時(shí),與其他機(jī)械裝置相比,發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,零件數(shù)目達(dá)數(shù)萬個(gè),不僅如此,發(fā)動(dòng)機(jī)主要零部件的工作環(huán)境十分惡劣,常常處于高溫(最高可接近2000攝氏度)、高壓(幾十個(gè)大氣壓)和高速轉(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)速可達(dá)每分鐘幾萬轉(zhuǎn))的工作狀態(tài),任何一個(gè)零件出現(xiàn)問題,都可能導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停車或破壞,并引發(fā)災(zāi)難性后果。因此,在任何一臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)正式投入使用(服役)前,必須通過各種試驗(yàn)對其性能、功能、強(qiáng)度以及可靠性有充分的認(rèn)識和了解,以便安全、有效、合理地使用。
另一方面,由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制和發(fā)展是一項(xiàng)涉及空氣動(dòng)力學(xué)、工程熱物理、傳熱傳質(zhì)、機(jī)械、強(qiáng)度、傳動(dòng)、密封、電子、自動(dòng)控制等多學(xué)科的復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)工程,航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的氣動(dòng)、熱力和結(jié)構(gòu)材料特性又是非常復(fù)雜,以至于到目前為止,仍然不能夠從理論上給予詳盡而準(zhǔn)確的描述,只有依靠實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)來獲得。通過試驗(yàn),可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性、擴(kuò)展已有的經(jīng)驗(yàn),并有可能促進(jìn)對物理機(jī)理的進(jìn)一步認(rèn)識。此外,航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)能力的提高也主要依靠試驗(yàn)數(shù)據(jù)的不斷擴(kuò)大和完善、對已有經(jīng)驗(yàn)的擴(kuò)展以及理論分析的完善。近百年來國內(nèi)外研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)踐證明,新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的誕生,發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)、改型都離不開試驗(yàn)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展史就是一個(gè)設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、修改、再制造、再試驗(yàn)…,一個(gè)不斷摸索和反復(fù)完善的過程。甚至有人說發(fā)動(dòng)機(jī)主要是靠試出來的。由此可見,試驗(yàn)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制過程中起著舉足輕重的作用。
記:發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)是如此重要,這種重要性在試驗(yàn)中是如何體現(xiàn)出來的呢?
劉:新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制強(qiáng)調(diào)走一步試驗(yàn)一步,從部件到整機(jī)要通過設(shè)計(jì)—試制—試驗(yàn)的幾個(gè)循環(huán)才能達(dá)到實(shí)用階段,甚至投入使用后仍在試驗(yàn)。以使設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)充分暴露,并予以改進(jìn)。早在二十世紀(jì)七十年二.在英國一種新型發(fā)動(dòng)機(jī)被批準(zhǔn)定型投入使用前建造了20臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn),地面運(yùn)轉(zhuǎn)了一萬余小時(shí),飛行兩千多小時(shí)。某型發(fā)動(dòng)機(jī)的研制費(fèi)用中,設(shè)計(jì)占10%,制造占40%,而試驗(yàn)要占50%。
由于重視研究試瞼,航空技術(shù)發(fā)展就有堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ),同時(shí)也保證了產(chǎn)品安全可靠。在美、英、俄三國軍用發(fā)動(dòng)機(jī)的研制中,用于地面試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)最少需要51臺(tái),多則114臺(tái)才能最后定型。發(fā)動(dòng)機(jī)地面試驗(yàn)要上萬小時(shí),最高達(dá)16000小時(shí)以上,飛行試驗(yàn)需5000小時(shí)以上。
再如,二十世紀(jì)七十年代中期,發(fā)達(dá)國家在追求航空發(fā)動(dòng)機(jī)高性能研制思想指導(dǎo)下,忽視了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度問題,結(jié)果在使用中產(chǎn)生了大量結(jié)構(gòu)故障問題。據(jù)統(tǒng)計(jì),1963?1978年間,美空軍戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)生了3824起飛行事故,其中由于發(fā)動(dòng)機(jī)原因引起的有1664起,占43.5%,而43.5%中因結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和疲勞壽命方面問題導(dǎo)致的事故又占90%以上。美軍方在總結(jié)單純追求發(fā)動(dòng)機(jī)高性能,而忽視可靠性與耐久性的沉重教訓(xùn)后,執(zhí)行了一項(xiàng)“發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)完整性大綱”。該大綱有五項(xiàng)基本任務(wù),而其中有三項(xiàng)就與試驗(yàn)有關(guān),每項(xiàng)試驗(yàn)任務(wù)均包含著極其復(fù)雜而周密的試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)?zāi)康摹⒖己酥笜?biāo)等,這充分體現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)工作的重要性。
記:既然航空發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)這么重要,那試驗(yàn)時(shí)的分工是不是非常之細(xì)?
劉:對。從航空發(fā)動(dòng)機(jī)各組成部分的試驗(yàn)來分類,可分為部件試驗(yàn)和全臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)試驗(yàn),一般也將全臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)試驗(yàn)稱為試車。部件試驗(yàn)主要有:進(jìn)氣道試驗(yàn)、壓氣機(jī)試驗(yàn)、燃燒室試驗(yàn)、加力燃燒室試驗(yàn)、尾噴管試驗(yàn)、附件試驗(yàn)以及零、組件的強(qiáng)度、振動(dòng)試驗(yàn)等。整機(jī)試驗(yàn)有:整機(jī)地面試驗(yàn)、高空模擬試驗(yàn)、環(huán)境試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)等。
如果將一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)看作是一個(gè)足球隊(duì)的訓(xùn)練和培養(yǎng),那么部件試驗(yàn)就相當(dāng)于對每個(gè)隊(duì)員能力的測試。其中部件性能測試相當(dāng)于隊(duì)員足球技術(shù)和基本功的測試,如帶球、控球、傳接球能力等;而零、組件的強(qiáng)度、振動(dòng)試驗(yàn)就相當(dāng)于隊(duì)員的體能測試,如12分鐘跑、往返跑等;發(fā)動(dòng)機(jī)的各類整機(jī)試驗(yàn)則相當(dāng)于全隊(duì)的各種教學(xué)或模擬比賽,通過“比賽”來暴露和解決問題,而發(fā)動(dòng)機(jī)一旦正式投入使用,就好比到了正式的比賽場上?!捌綍r(shí)多流汗,賽時(shí)少流淚”,正如嚴(yán)格訓(xùn)練才能取得好成績一樣,只有以大量的試驗(yàn)為基礎(chǔ),才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求,成為一個(gè)合格的產(chǎn)品。
部件試驗(yàn)
記:從航空發(fā)動(dòng)機(jī)各組成部分的試驗(yàn)來看,進(jìn)氣道試驗(yàn)是如何進(jìn)行的?
劉:一般先進(jìn)行小縮比尺寸模型的風(fēng)洞試驗(yàn),主要是驗(yàn)證和修改初步設(shè)計(jì)的進(jìn)氣道靜特性。然后還需在較大的風(fēng)洞上進(jìn)行1/6或1/5的縮尺模型試驗(yàn),以便驗(yàn)證進(jìn)氣道全部設(shè)計(jì)要求。進(jìn)氣道與發(fā)動(dòng)機(jī)是共同工作的,在不同狀態(tài)下都要求進(jìn)氣道與發(fā)動(dòng)機(jī)的流量匹配和流場匹配,相容性要好。
記:進(jìn)氣道后的一個(gè)重要部件就是壓氣機(jī),壓氣機(jī)是如何進(jìn)行試驗(yàn)的呢?
劉:壓氣機(jī)性能試驗(yàn)主要是在不同的轉(zhuǎn)速下,測取壓氣機(jī)特性參數(shù),如空氣流量、增壓比、效率和喘振點(diǎn)等,以便驗(yàn)證設(shè)計(jì),計(jì)算是否正確、合理,找出不足之處,便于修改、完善設(shè)計(jì)。具體來說,壓氣機(jī)試驗(yàn)可分為壓氣機(jī)模型試驗(yàn)、全尺寸壓氣機(jī)試驗(yàn)以及在發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行的全尺寸壓氣機(jī)試驗(yàn)。壓氣機(jī)模型試驗(yàn)是用滿足幾何相似的縮小或放大的壓氣機(jī)模型件,在壓氣機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上按任務(wù)要求進(jìn)行試驗(yàn)。全尺寸壓氣機(jī)試驗(yàn)是用全尺寸的壓氣機(jī)試驗(yàn)件在壓氣機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上測取壓氣機(jī)特性,確定穩(wěn)定工作邊界,研究流動(dòng)損失及檢查壓氣機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的可靠性。在發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行的全尺寸壓氣機(jī)試驗(yàn)是在發(fā)動(dòng)機(jī)上試驗(yàn)壓氣機(jī),主要驗(yàn)證部件間的匹配等。
記:壓氣機(jī)試驗(yàn)后所進(jìn)行的是什么部件的試驗(yàn)?
劉:壓氣機(jī)試驗(yàn)后所進(jìn)行的是燃燒室的試驗(yàn)。這個(gè)試驗(yàn)在專門的燃燒室試驗(yàn)設(shè)備上,模擬發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的進(jìn)口氣流條件,包括壓力、溫度、流量,然后進(jìn)行各種試驗(yàn)。主要試驗(yàn)內(nèi)容有:燃燒效率、流體阻力、穩(wěn)定工作范圍、加速性、出口溫度分布、火焰筒壁溫與壽命、噴嘴積炭、排氣污染、點(diǎn)火范圍等。由于燃燒室中發(fā)生的物理化學(xué)過程十分復(fù)雜,目前還沒有一套精確的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。因此,燃燒室的研制和發(fā)展主要靠大量試驗(yàn)來完成。
與燃燒室試驗(yàn)有關(guān)的試驗(yàn)有:冷吹風(fēng)試驗(yàn)、水力模擬試驗(yàn)、燃油噴嘴試驗(yàn)、燃?xì)夥治?、壁溫試?yàn)、點(diǎn)火試驗(yàn)。冷吹風(fēng)試驗(yàn)是研究氣流流經(jīng)試驗(yàn)伴時(shí)的氣動(dòng)特性和流動(dòng)狀態(tài)。水力模擬試驗(yàn)是根據(jù)流體運(yùn)動(dòng)相似原理,以水流代替氣流,研究試驗(yàn)件內(nèi)部各種流動(dòng)特性。燃油噴嘴試驗(yàn)是鑒定噴嘴的特性。燃?xì)夥治鍪菍θ紵胰紵蟮臍怏w的化學(xué)成分進(jìn)行定性、定量分析。壁溫試驗(yàn)是模擬燃燒室的火焰筒壁面冷卻結(jié)構(gòu),對不同試驗(yàn)狀態(tài)下的壁面溫度和換熱情況進(jìn)行測量和分析。點(diǎn)火試驗(yàn)用來研究燃燒室點(diǎn)火和傳焰性能。
記:除了燃燒室試驗(yàn)外,帶加力燃燒室的發(fā)動(dòng)機(jī)還有加力燃燒室的試驗(yàn)吧?
劉:是的。加力燃燒室的試驗(yàn)是研究加力燃燒室燃燒效率、流體損失、點(diǎn)火、穩(wěn)定燃燒范圍是否滿足設(shè)計(jì)要求,以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、操縱系統(tǒng)與調(diào)節(jié)器聯(lián)合工作等性能的試驗(yàn)。按設(shè)備調(diào)節(jié)可分為全尺寸加力燃燒室地面,高空模擬試車臺(tái)和飛行臺(tái)的加力試驗(yàn)。全尺寸加力燃燒室地面試驗(yàn)。
一般選用成熟合適的發(fā)動(dòng)機(jī)作主機(jī),以改型或新設(shè)計(jì)的全尺寸的加力室作試驗(yàn)件,進(jìn)行地面臺(tái)架狀態(tài)或模擬狀態(tài)試驗(yàn)。目的是確定加力燃燒室的性能及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,為整機(jī)試驗(yàn)創(chuàng)造條件,縮短整機(jī)研制周期,在性能調(diào)整試驗(yàn)合格后再與原型機(jī)聯(lián)試。加力燃燒室高空性能,如高空的推力、耗油率、飛行包線內(nèi)點(diǎn)火和穩(wěn)定燃燒的試驗(yàn),則在高空模擬試車臺(tái)和飛行臺(tái)上進(jìn)行。
記:最后一個(gè)大部件尾噴管的試驗(yàn)是如何進(jìn)行的呢?
劉:尾噴管的試驗(yàn)是用全尺寸或縮尺模型尾噴管在試驗(yàn)設(shè)備上模擬各種工作狀態(tài),測取性能數(shù)據(jù),考核尾噴管是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。尾噴管試驗(yàn)按試驗(yàn)內(nèi)容又分為結(jié)構(gòu)試驗(yàn)、性能試驗(yàn)。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)主要考驗(yàn)機(jī)械構(gòu)件、調(diào)節(jié)元件、操縱機(jī)構(gòu)的工作可行性。除用部件模擬試驗(yàn)外,還要在整機(jī)上對全尺寸尾噴管做地面試驗(yàn)、模擬高空試驗(yàn)及飛行試驗(yàn)。
其實(shí)除了以上主要部件的試驗(yàn)外,發(fā)動(dòng)機(jī)部件試驗(yàn)還有很多,例如渦輪試驗(yàn)、附件試驗(yàn)、強(qiáng)度試驗(yàn)等。具體如葉片振動(dòng)疲勞試驗(yàn)、葉片包容試驗(yàn)、渦輪葉片熱沖擊模擬試驗(yàn)、發(fā)動(dòng)機(jī)超速試驗(yàn)、發(fā)動(dòng)機(jī)超溫試驗(yàn)、發(fā)動(dòng)機(jī)低循環(huán)疲勞試驗(yàn)、外物吞咽試驗(yàn)、輪盤超轉(zhuǎn)破裂試驗(yàn)等。
全機(jī)試驗(yàn)
記:部件試驗(yàn)完成以后應(yīng)該就是整機(jī)試驗(yàn)了吧,整機(jī)試驗(yàn)是不是就相對簡單一點(diǎn)了,現(xiàn)在只是把達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的部件整合在一起而已?
劉:部件試驗(yàn)完了后就是整機(jī)試驗(yàn),整機(jī)試驗(yàn)項(xiàng)目也很多.像整機(jī)地面試驗(yàn)、高空模擬試驗(yàn)、環(huán)境試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)等,而且大多數(shù)時(shí)間很長,因此并不簡單。首先說一下整機(jī)地面試驗(yàn)。整機(jī)地面試驗(yàn)一般在專用的發(fā)動(dòng)機(jī)地面試車臺(tái)上進(jìn)行,包括露天試車臺(tái)和室內(nèi)試車臺(tái)兩類,其中露天試車臺(tái)又包括高架試車臺(tái)和平面試車臺(tái)。發(fā)動(dòng)機(jī)地面室內(nèi)試車臺(tái)由試車間、操縱間、測力臺(tái)架和試車臺(tái)系統(tǒng)等組成。試車間包括進(jìn)氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和固定發(fā)動(dòng)機(jī)的臺(tái)架。對于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),臺(tái)架還包括測力系統(tǒng);對于渦輪軸和渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)則包括測扭系統(tǒng)。試車間內(nèi)要求氣流速度不大于10米/秒,以免影響推力的測量精度;進(jìn)排氣部分還要力求做到表面光滑,氣流流過時(shí)流動(dòng)損失盡量少。整機(jī)模擬試驗(yàn)完成以后就是高空模擬試驗(yàn)。
記:高空模擬試驗(yàn)從字面上理解應(yīng)該就是把發(fā)動(dòng)機(jī)放置在空中進(jìn)行,而不是在地面上進(jìn)行,如果要把發(fā)動(dòng)機(jī)放置于空中進(jìn)行試驗(yàn),應(yīng)該會(huì)借助于專門的高空試驗(yàn)設(shè)備吧?
劉:簡而言之,高空模擬試驗(yàn)就是在地面人工“制造”高空飛行條件,模擬飛行狀態(tài),例如飛行高度、飛行馬赫數(shù),以及飛行姿態(tài),像攻角、側(cè)滑角,使安裝在地面上的發(fā)動(dòng)機(jī)如同工作在高空一樣,從而驗(yàn)證和考核發(fā)動(dòng)機(jī)的高空飛行特性,所以高空模擬試驗(yàn)需要借助專門的高空試驗(yàn)設(shè)備——高空模擬試車臺(tái)。
記:高空模擬試車臺(tái)是一種什么樣的試驗(yàn)設(shè)備?
劉:高空模擬試車臺(tái),就是地面上能夠模擬發(fā)動(dòng)機(jī)干空中飛行時(shí)的高度、速度條件的試車臺(tái),它是研制先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)必不可少的最有效試驗(yàn)手段之一。高空模擬試車臺(tái)是從飛機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)風(fēng)洞逐步發(fā)展而來的。早在1928年,為了研究活塞發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩和短艙的阻力及冷卻問題,美國就利用蘭利機(jī)場的老式推進(jìn)器研究風(fēng)洞,對活塞發(fā)動(dòng)機(jī)裝置進(jìn)行過開式吹風(fēng)試驗(yàn)。為適應(yīng)氣冷活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展,美國于1943年在克利夫蘭建成了世界上第一座真正意義上的發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬風(fēng)洞,模擬高度達(dá)到16000米,模擬速度達(dá)到225米/秒(810千米/小時(shí)),試驗(yàn)段直徑6.1米,曾用于多種活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的高空試驗(yàn)。
記:為什么航空發(fā)動(dòng)機(jī)一定要做高空模擬試驗(yàn)?
劉:隨著飛機(jī)飛行高度、速度的不斷提高,發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)飛行包線,即發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的速度和高度界限范圍內(nèi)的進(jìn)氣溫度、壓力和空氣流量等參數(shù)有很大變化,這些變化對發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部各部件的特性及其工作穩(wěn)定性,對低溫低壓下的點(diǎn)火及燃燒,對發(fā)動(dòng)機(jī)的推力、耗油率和自動(dòng)調(diào)節(jié)均有重大影響。另外,發(fā)動(dòng)機(jī)在高空的性能與地面性能大不相同,影響發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的最惡劣的氣動(dòng)、熱力負(fù)荷點(diǎn)已不在地面諍止?fàn)顟B(tài)條件下,而是在中、低空高速條件下,如中空的2.5?3.0馬赫,接近地面的低空1.2?1.5馬赫。
在這種情況下,發(fā)展一臺(tái)新的現(xiàn)代高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī),除了要進(jìn)行大量的零部件試驗(yàn)和地面臺(tái)試車之外,還必須利用高空模擬試車臺(tái)進(jìn)行整個(gè)飛行包線范圍內(nèi),以及各種模擬飛行狀態(tài)下的部件和全臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)。美國國防部和NASA(美國國家骯空航天局)聯(lián)合調(diào)查組宣稱,一個(gè)現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制計(jì)劃,在5?6年的周期中,高空試驗(yàn)要進(jìn)行5000多小時(shí),并要用3?4個(gè)試驗(yàn)艙。正因?yàn)槿绱?,從二十世紀(jì)四十年代中期開始,美、英、蘇、法等國家,均不惜花費(fèi)巨額投資,進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究工作,這對迅速提高發(fā)動(dòng)機(jī)研制水平起了重大作用。
記:從理論上講,將新研制的發(fā)動(dòng)機(jī)裝在其將要配裝的飛機(jī)上直接進(jìn)行試飛,就可以在發(fā)動(dòng)機(jī)的全部飛行范圍內(nèi)考核其性能,為什么不采取這樣更簡單、直接的辦法?
劉:理論歸理論,但實(shí)際上,這樣做有很多問題。首先,新研制的發(fā)動(dòng)機(jī)將要配裝的飛機(jī)一般也是新研制的,將全新的飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)放在一起進(jìn)行試飛,其風(fēng)險(xiǎn)是很大的,飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的問題糾纏在一起,將使試飛中的故障診斷和分析過程變得十分復(fù)雜和困難,會(huì)嚴(yán)重影響研制進(jìn)度;而且,一般情況下,飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的研制進(jìn)度和周期是不相同的,發(fā)動(dòng)機(jī)的研制進(jìn)度往往落后于飛機(jī),會(huì)造成飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)互相等待、牽制的局面。
因此,一般采用新飛機(jī)加現(xiàn)役發(fā)動(dòng)機(jī)首先試飛的辦法,先解決新飛機(jī)自身的問題。而對于新研制的發(fā)動(dòng)機(jī),在裝新飛機(jī)之前,一般需先裝在飛行試驗(yàn)臺(tái)或現(xiàn)役飛機(jī)上進(jìn)行試飛,但由于飛行試驗(yàn)臺(tái)或現(xiàn)役飛機(jī)的性能往往不能達(dá)到新飛機(jī)的性能,這就使新發(fā)動(dòng)機(jī)的性能不能得到充分的驗(yàn)證和考核。而高空模擬試驗(yàn)則可以方便、靈活地改變發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣條件,完全模擬發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)飛行范圍內(nèi)的工作狀況,甚至可以模擬超出飛行范圍的極限情況,進(jìn)行廣泛的試驗(yàn)研究。這是其他任何飛行試驗(yàn)臺(tái)所無法做到的。
記:高空模擬試車臺(tái)可不可以模擬現(xiàn)實(shí)飛行中很難遇到的惡劣的環(huán)境條件?
劉:當(dāng)然可以。惡劣的環(huán)境條件有兩個(gè)方面的含義,一方面是指在實(shí)際飛行中不可能出現(xiàn)、但有關(guān)發(fā)動(dòng)機(jī)規(guī)范中要求的環(huán)境條件。如我國《航空渦輪噴氣和渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范》規(guī)定,在發(fā)動(dòng)機(jī)的某些試車階段,要求發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)在一定飛行高度和速度下可能出現(xiàn)的最大壓力和溫度下工作。事實(shí)上,實(shí)際飛行中,發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口的空氣壓力和溫度值不可能同時(shí)出現(xiàn)最大值,但規(guī)范規(guī)定要在比實(shí)際情況更惡劣的條件下考核發(fā)動(dòng)機(jī)。顯然,這種現(xiàn)實(shí)中不可能出現(xiàn)的情況只能依靠高空模擬試驗(yàn)來達(dá)到。另一方面是指在實(shí)際飛行中可能會(huì)遇到、但很難在需要的時(shí)候出現(xiàn)的情況,典型的如地面高、低溫和高原發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)加速試驗(yàn)。
我國幅員遼闊,地形和氣候條件復(fù)雜,既有西部邊陲號稱“世界屋脊”的高原低壓、低溫氣候,也有長江流域和南部沿海有“火爐”之稱的高溫、高濕氣候。為了適應(yīng)不同的飛行作戰(zhàn)環(huán)境,保衛(wèi)祖國的每一寸領(lǐng)土和領(lǐng)空,發(fā)動(dòng)機(jī)就需要在高原、平原、海上和不同的氣象條件下進(jìn)行考核試驗(yàn)。但“老天爺”并不歸發(fā)動(dòng)機(jī)總設(shè)計(jì)師管轄,也不太理解發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)人員的艱辛和付出,不但不會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)最關(guān)鍵的時(shí)候助一臂之力,反而會(huì)與人們開一些大不小的玩笑。
如我國的某型發(fā)動(dòng)機(jī)在定型試飛時(shí),根據(jù)定型規(guī)范的有關(guān)要求,應(yīng)在大氣溫度-54?+74oC、海拔高度0?4500米的范圍內(nèi)完成發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和加速試驗(yàn)。為了尋找合置的氣候條件,幾十個(gè)技術(shù)人員帶著發(fā)動(dòng)機(jī),為了“三搶”,即搶高寒、搶高溫、搶高原,飛遍了祖國的大江南北,轉(zhuǎn)戰(zhàn)20多個(gè)機(jī)場,行程數(shù)萬千米,先后忙乎了5個(gè)多月,結(jié)果只在黑龍江某機(jī)場?!皳尅钡搅?23.4oC的低溫,在長沙“搶”到了+41oC的高溫,在西北某機(jī)場“搶”到了海拔2840米的高原??梢娙绻麤]有高空模擬試驗(yàn),僅僅靠“天”搞發(fā)動(dòng)機(jī)是很困難的。
記:高空模擬試驗(yàn)還有哪些好處?
劉:好處還有很多。
第一、可以使發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)在更加安全的條件下進(jìn)行。相比于飛行試驗(yàn),在地面進(jìn)行的髙空模擬試驗(yàn)的安全性是不言而喻的。首先是人員的安全,至少不再需要勇敢的試飛員用生命去冒險(xiǎn);其次是發(fā)動(dòng)機(jī)和設(shè)備的安全,在高空模擬試驗(yàn)中,一旦出現(xiàn)故障,容易發(fā)現(xiàn)和排除,也容易及時(shí)進(jìn)行處理,完全可以防止機(jī)毀人亡的慘劇發(fā)生。
第二,可以提高試驗(yàn)水平。這主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一方面,高空模擬試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口空氣的壓力、溫度、流量等參數(shù)可以得到準(zhǔn)確的控制,使試驗(yàn)可以多次精確重復(fù),這對于發(fā)動(dòng)機(jī)的故障復(fù)現(xiàn)和分析,對于研究孤立參數(shù)對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響等都具有重要的作用。而正如前面提到的,由于“老天爺”的不配合,要想在實(shí)際飛行中準(zhǔn)確復(fù)現(xiàn)以前的工作狀態(tài)幾乎是不可能的。另一方面,由于受空間和重量等限制,在飛行試驗(yàn)中不可能采集和測量大量的試驗(yàn)參數(shù),而在高空模擬試驗(yàn)中,由于沒有這種限制,完全可以按照試驗(yàn)要求,自由地采集測量盡可能多的試驗(yàn)數(shù)據(jù),并可以利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)時(shí)處理和分析,從而大大提高了試驗(yàn)水平。例如,通過發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬試驗(yàn)一般可以測量1000?2000個(gè)穩(wěn)態(tài)參數(shù)、200?400個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù),這是任何飛行試驗(yàn)所無法企及的
第三,縮短新發(fā)動(dòng)機(jī)研制周期,提高經(jīng)濟(jì)效益。高空模擬試驗(yàn)由于不受地點(diǎn)、天氣、時(shí)間等因素影響,因而可以大大縮短試驗(yàn)周期,降低研制成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)英國的統(tǒng)計(jì),兩周的高空模擬試驗(yàn)工作量,相當(dāng)于300次飛行試驗(yàn)。二十世紀(jì)五十年代,對于高空模擬試驗(yàn)和用飛機(jī)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)還存在一些爭議,當(dāng)時(shí)正好英國在用“火神”轟炸機(jī)改造的飛行試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行某型發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn),因受試發(fā)動(dòng)機(jī)著火而導(dǎo)致飛機(jī)墜毀,無奈之下,只好利用高空模擬試車臺(tái)繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)。本來計(jì)劃要用幾個(gè)月的時(shí)間來重復(fù)已在“火神”飛行試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行1年多的試驗(yàn)項(xiàng)目,結(jié)果在英國國家燃?xì)鉁u輪研究院第3號高空試驗(yàn)艙上只用了約1個(gè)月的時(shí)間就完成了全部試驗(yàn)項(xiàng)目,其中還包括設(shè)備改裝時(shí)間在內(nèi)。也就是說,完成同樣的試驗(yàn)項(xiàng)目,在高空模擬試驗(yàn)臺(tái)上可以只用不到1個(gè)月的時(shí)間,而在飛行試驗(yàn)臺(tái)上就需要1年多的時(shí)間,其間的差距和潛在的經(jīng)濟(jì)效益是顯而易見的。這也是導(dǎo)致后來各國紛紛大力發(fā)展高空模擬試驗(yàn)設(shè)備的原因之一。
記:我國是否也建有高空模擬試車臺(tái)?
劉:我國的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬設(shè)備的建設(shè)和高空模擬試驗(yàn)技術(shù)的研究,起步不算太晚。早在1958年就著手進(jìn)行航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬試驗(yàn)設(shè)備的建設(shè);1959年曾與蘇聯(lián)協(xié)作,規(guī)劃建設(shè)以航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬試驗(yàn)設(shè)備為核心的航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)基地;1964年正式規(guī)劃并著手建設(shè)大型連續(xù)式氣源的航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬試驗(yàn)設(shè)備,即髙空模擬試車臺(tái)。在當(dāng)時(shí)特殊的政治環(huán)境下,1965年,選定在四川西部的秦嶺山區(qū)建設(shè)了我國的SB101連接式高空模擬試車臺(tái)。1995年,SB101高空模擬試車臺(tái)順利通過國家驗(yàn)收,并與俄羅斯中央航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究院高空模擬設(shè)備的U—4H高空試驗(yàn)艙進(jìn)行了對比試驗(yàn),完全可以滿足我國現(xiàn)在和將來航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)研制和發(fā)展的需要。SB101高空模擬試車臺(tái)的設(shè)備規(guī)模在世界上是繼美、俄、英、法后居第五位,在亞洲目前是第一位,因此被稱為“亞洲第一臺(tái)”。
記:我國的高空模擬試車臺(tái)建成后,在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制方面都有哪些貢獻(xiàn)?
劉:SB101高空模擬試車臺(tái)建成后,相繼完成了多種航空發(fā)動(dòng)機(jī)和部件、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)定型試驗(yàn)、高空性能試驗(yàn)、高空鑒定試驗(yàn)、模擬高空飛行狀態(tài)對比試驗(yàn)、進(jìn)氣畸變鑒定試驗(yàn)、飛行中使用故障分析研究與排除等模擬高空試驗(yàn),并研究出一套比較成熟、實(shí)用的航空發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬試驗(yàn)技術(shù),在我國自行研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)的過程中起到了不可替代的重要作用。至今己完成P11-300、WP-7、WP-13AII、WP-13B、RD-33、WP-14、WS-10、推重比10—級的核心機(jī)等10多個(gè)機(jī)種的研究試驗(yàn)、排故試驗(yàn)和定型試驗(yàn)等任務(wù),可以說,現(xiàn)在正在服役和即將服役的絕大部分國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)都曾先后在SB101高空模擬試車臺(tái)上經(jīng)受過高空模擬試驗(yàn)的嚴(yán)格考驗(yàn),為我國骯空動(dòng)力裝置的側(cè)繪仿制、改進(jìn)改型和自行研制作出了巨大的貢獻(xiàn)。
環(huán)境試驗(yàn),吞咽試驗(yàn)
記:高空模擬試驗(yàn)完成后,發(fā)動(dòng)機(jī)的問題基本上已經(jīng)暴露的差不多了,接下來應(yīng)該就是裝配到飛機(jī)上進(jìn)行飛行試驗(yàn)了吧?
劉:還不是,接下來還要進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)境試驗(yàn)和吞咽試驗(yàn),這個(gè)完成以后才是飛行試驗(yàn)。發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)境和吞咽試驗(yàn)有很多科目,要考核發(fā)動(dòng)機(jī)在惡劣環(huán)境條件下的適應(yīng)能力,像高低溫起動(dòng)和加速試驗(yàn)、環(huán)境結(jié)冰試驗(yàn)、腐蝕敏感性試驗(yàn),此外還有吞鳥試驗(yàn)、外物損傷試驗(yàn)、吞冰試驗(yàn)、吞沙試驗(yàn)、吞入大氣中液態(tài)水試驗(yàn)、吞入火藥氣體試驗(yàn)等,讓發(fā)動(dòng)機(jī)也嘗嘗“酸甜苦辣”的滋味,看看發(fā)動(dòng)機(jī)的“肚量”(包容性)和“潑辣”(抗畸變)程度如何,最后還有噪聲試驗(yàn)、排氣污染試驗(yàn)等。
以上試驗(yàn)中,最有趣的還是吞鳥試驗(yàn)。隨著飛機(jī)飛行速度的提高,鳥撞飛機(jī)事件不斷增多,據(jù)美國空軍統(tǒng)計(jì),自1956?1973年發(fā)動(dòng)機(jī)鳥撞112次。嚴(yán)重的鳥撞事故會(huì)引起飛機(jī)失事,例如1975年,一架DC-10民航機(jī)在紐約起飛失事,就是與一群重約1.82千克的鳥相撞,使CF6發(fā)動(dòng)機(jī)全部風(fēng)扇葉片損壞,并與環(huán)氧樹脂屏板摩擦導(dǎo)致失火爆炸。加拿大空軍因鳥撞亊件損失了10架CF-104飛機(jī)。1985年,印度斯坦航空公司的一架波音747客機(jī)在飛越喜馬拉雅山脈時(shí),與一只在高空飛行的成年老鷹相插,造成發(fā)動(dòng)機(jī)起火爆炸,飛機(jī)墜毀,導(dǎo)致200余人死亡的重大空難事故。
記:做吞鳥試驗(yàn)時(shí),對鳥有什么特殊要求嗎?
劉:撞入發(fā)動(dòng)機(jī)的鳥類范圍很廣,按重量分類,一般分為大鳥(2千克以上)、中鳥(1千克左右;、小鳥(50?100克)三類。為避免鳥撞發(fā)動(dòng)機(jī)造成影響飛機(jī)飛行安全的事件,航空發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)中均采用了一系列抵抗鳥撞造成機(jī)件嚴(yán)重?fù)p傷的措施。為驗(yàn)證所采取的措施是否可行,在發(fā)動(dòng)機(jī)研制中,一定要進(jìn)行鳥撞試驗(yàn)。試驗(yàn)中,中、小鳥群撞入不應(yīng)破壞發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)完整性,也不應(yīng)停車,但會(huì)引起短暫的(1?2秒)推力下降或壓氣機(jī)不穩(wěn)定,大鳥撞入發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)能安全停車且不發(fā)生危及飛機(jī)安全的發(fā)動(dòng)機(jī)故障。試驗(yàn)方法則有靜態(tài)單獨(dú)葉片撞擊試驗(yàn)、單個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片撞擊試驗(yàn)、全部旋轉(zhuǎn)葉片撞擊試驗(yàn)。
民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥試驗(yàn)。
記:您剛才提到的靜態(tài)單獨(dú)葉片撞擊試驗(yàn)、單個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片撞擊試驗(yàn)、全部旋轉(zhuǎn)葉片撞擊試驗(yàn),它們具體是如何進(jìn)行的?
劉:靜態(tài)單獨(dú)葉片撞擊試驗(yàn)成本最低,是用火藥槍或氣槍將與射人,打在一塊靜態(tài)葉片的葉尖處,鳥撞速度要超過音速,然后看鳥撞后對葉片的損傷程度。單個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片撞擊試驗(yàn),通常以自由落體的方式打入模擬鳥,降落速度約為4米/秒,模擬真實(shí)情況下鳥撞后對葉片離心力的影響。經(jīng)過單個(gè)葉片靜止和旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)考驗(yàn)后,便可以進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)吸鳥性能的全部旋轉(zhuǎn)葉片撞擊試驗(yàn)了,這個(gè)試驗(yàn)是用氣槍把鳥射入,要考察是否有導(dǎo)致葉片斷裂的裂紋,并用高速攝影機(jī)攝下撞擊過程。
記:除了以上三項(xiàng)試驗(yàn)外,還有其他試驗(yàn)嗎?
劉:完成上述各種預(yù)先試驗(yàn)對所研制葉片之抗鳥撞強(qiáng)度、工作性能的變化特性和安全問題的考核之后,便可以在發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行吸鳥試驗(yàn),目的在于驗(yàn)證:是否會(huì)產(chǎn)生喘振等現(xiàn)象;產(chǎn)生喘振后發(fā)動(dòng)機(jī)能否自動(dòng)退出喘振,恢復(fù)正常工作狀態(tài);從喘振產(chǎn)生到發(fā)動(dòng)機(jī)恢復(fù)正常工作期間,發(fā)動(dòng)機(jī)推力,轉(zhuǎn)速等主要工作參數(shù)隨時(shí)間的變化情況,鳥撞所引起的二次破壞,例如葉片變形、脫落等情況;發(fā)動(dòng)機(jī)包容性是否滿足設(shè)計(jì)要求,即脫落的葉片或大鳥的殘骸是否會(huì)打穿發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣而危及飛機(jī)安全,以及由干風(fēng)扇葉片局部變形而引起發(fā)動(dòng)機(jī)性能變化等。
發(fā)動(dòng)機(jī)吸鳥試驗(yàn)用鳥必須是真實(shí)禽類,試驗(yàn)的鳥由壓縮空氣炮按一定速度、一定的位置射向工作中的發(fā)動(dòng)機(jī)。由于現(xiàn)代飛機(jī)的巡航高度一般在8000米以上,很少有鳥類能飛到如此高空中,因此發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥事故一般發(fā)生在中低空,尤其在機(jī)場附近,即飛機(jī)的起飛和降落過程中。由于在起飛過程中飛機(jī)的迎角很大,速度不快,高度不髙,需要發(fā)動(dòng)機(jī)處于最大推力狀態(tài)才能保持穩(wěn)定飛行姿態(tài),此時(shí)一旦因?yàn)轼B撞造成發(fā)動(dòng)機(jī)的推力下降,哪怕只有十幾秒,都會(huì)造成嚴(yán)重的后果。
因此,鳥撞試驗(yàn)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)一般應(yīng)處于最大推力狀態(tài),以模擬起飛的情況,并需要用不同大小的鳥類,在不同的徑向位置射人,從接近發(fā)動(dòng)機(jī)軸線的中心位置一直到接近發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣的外部位置,以模擬實(shí)際鳥撞情況。試驗(yàn)時(shí),除用高速攝影機(jī)攝下撞擊過程外,還需記錄整個(gè)試驗(yàn)過程中的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)變化情況,并在試驗(yàn)后分解發(fā)動(dòng)機(jī),分析鳥撞的后果和各部件,尤其是風(fēng)扇葉片的結(jié)構(gòu)變形情況,為評估發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)完整性和改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
飛行試驗(yàn)
記:有了以上各種試驗(yàn),為什么還要做飛行試驗(yàn)?
劉:由于地面模擬試驗(yàn)的局限性,新研制的發(fā)動(dòng)機(jī)盡管經(jīng)過了大量的部件試驗(yàn)、臺(tái)架整機(jī)試驗(yàn)和高空模擬臺(tái)試驗(yàn),在裝原型飛機(jī)試驗(yàn)之前,為了安全起見,特別是對一些危險(xiǎn)試驗(yàn)項(xiàng)目,仍需要在飛行試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行不同飛行高度、速度、飛行姿態(tài)和不同大氣條件下的飛行試驗(yàn)。實(shí)際上,飛行試驗(yàn)有飛行試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)以及裝在相對型號上的飛機(jī)上的試驗(yàn)兩種。
記:飛行試驗(yàn)臺(tái)所選用的飛機(jī)有什么特殊要求?
劉:飛行試驗(yàn)臺(tái)一般是用大型多發(fā)飛機(jī)改裝而成,例如俄羅斯用伊爾-76大型運(yùn)輸機(jī)改裝而成的飛行試驗(yàn)臺(tái),將左翼內(nèi)側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)拆掉,換成要試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī),飛機(jī)內(nèi)部則裝上相應(yīng)的各種發(fā)動(dòng)機(jī)工作參數(shù)測量裝置,成為一般地面試車臺(tái)的測試間,所以,從某種程度上講,飛行試驗(yàn)臺(tái)是可以飛行的發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)。
飛行試驗(yàn)臺(tái)一般是用大型多發(fā)飛機(jī)改裝而成,圖為伊爾-76運(yùn)輸機(jī)改裝的飛行試驗(yàn)臺(tái),左翼內(nèi)側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)已被拆掉,成為發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)艙(圈中所示)
記:發(fā)動(dòng)機(jī)飛行試驗(yàn)的項(xiàng)目都有哪些?
劉:飛行試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)項(xiàng)目主要有:發(fā)動(dòng)機(jī)空中起動(dòng);應(yīng)力應(yīng)變測定;冷卻、防冰系統(tǒng)試驗(yàn);喘振試驗(yàn);滑油系統(tǒng)可靠性檢查;以及發(fā)動(dòng)機(jī)的高度、速度特性測定等。
記:但最終發(fā)動(dòng)機(jī)還是要裝到配裝它的飛機(jī)上進(jìn)行飛行試驗(yàn)。那么,此時(shí)的飛行試驗(yàn)是如何進(jìn)行的?
劉:飛行試驗(yàn)臺(tái)雖能真實(shí)地測出發(fā)動(dòng)機(jī)在各種高度、速度下發(fā)動(dòng)機(jī)的工作參數(shù)與工作狀態(tài),但它受到飛行試驗(yàn)臺(tái)所用飛機(jī)性能的限制,不能超越該飛機(jī)的飛行范圍,特別是對用于髙空、高速戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī),局限性更大。因此,最終一定要在裝配它的飛機(jī)上進(jìn)行大量試驗(yàn),以獲得飛機(jī)的全面性能,暴露發(fā)動(dòng)機(jī)以及飛機(jī)上與發(fā)動(dòng)機(jī)有關(guān)的組成部分的設(shè)計(jì)缺陷與問題,并在試飛中不斷改進(jìn)、完善。
在用配裝的飛機(jī)做發(fā)動(dòng)機(jī)飛行試驗(yàn)時(shí),對于新型雙發(fā)戰(zhàn)斗機(jī),一般是先用一臺(tái)現(xiàn)有成熟的發(fā)動(dòng)機(jī)及一臺(tái)新研制的發(fā)動(dòng)機(jī)裝在飛機(jī)上進(jìn)行試飛,然后再裝上兩臺(tái)全為新研制的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行試飛。一般這種在用新研制的發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)上進(jìn)行的飛行試驗(yàn)通常要進(jìn)行5~8年或更長的時(shí)間,例如,美國的F-22戰(zhàn)斗機(jī)于1997年9月7日首飛,1998年2月5日交付美國空軍進(jìn)行飛行試驗(yàn)。1999年7月20日,美國空軍首次進(jìn)行了超音速巡航,以馬赫數(shù)高于1.5的速度飛行了2小時(shí)。經(jīng)過了漫長的飛行試驗(yàn)后,直到2003年初才開始向美國空軍交付兩架生產(chǎn)型飛機(jī),供美國空軍作為培養(yǎng)飛行員及維修人員用的教學(xué)飛機(jī)。所以說,發(fā)動(dòng)機(jī)的研制,僅從其各種試驗(yàn)來看就是一項(xiàng)漫長而復(fù)雜的工程。
記:謝謝劉院士的解答,讓我們了解了這么多關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的知識