航空發(fā)動機(jī)試車工藝

前言

本書是國家國防科技工業(yè)局“十一五”國防特色規(guī)劃教材，是根據(jù)國防科技工業(yè)局科技與質(zhì)量司，于2008年11月在北京航空航天大學(xué)召開的“十一五”國防特色教材編寫出版工作會議的精神編寫的。本書可作為高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院、職工大學(xué)航空發(fā)動機(jī)裝配與試車專業(yè)的教材，或作為工廠航空發(fā)動機(jī)試車員的自學(xué)教材，也可供大專院校相關(guān)專業(yè)和從事航空發(fā)動機(jī)試車工作的工程技術(shù)人員閱讀參考。飛機(jī)發(fā)明100多年了，這是不平凡的一個(gè)世紀(jì)。1903年12月17日，美國萊特兄弟制作的世界第一架有動力、可操縱、重于空氣的載人飛行器試飛成功，標(biāo)志著人類飛行的夢想變成了現(xiàn)實(shí)。由于飛機(jī)的存在，地球“變小”了。從此，飛機(jī)為人類的進(jìn)步與發(fā)展插上了翅膀，將人們的活動范圍從陸地、海洋擴(kuò)展到天空，并且越飛越高、越飛越快、越飛越遠(yuǎn)，創(chuàng)造了人類歷史上一個(gè)又一個(gè)輝煌，并對社會生活的各個(gè)方面產(chǎn)生了和正在產(chǎn)生著極其巨大的影響。飛機(jī)靠發(fā)動機(jī)提供動力飛上藍(lán)天，航空發(fā)動機(jī)也同樣走過了100多年的光輝歷程。從狹義上講，航空發(fā)動機(jī)是飛機(jī)的一個(gè)重要部件，為飛機(jī)的飛行提供動力；但從廣義上講，它也是促進(jìn)整個(gè)航空技術(shù)發(fā)展的推動力。無數(shù)事實(shí)表明，人類在航空領(lǐng)域中所取得的每一次重大的革命性進(jìn)展，無不與航空動力技術(shù)的突破和進(jìn)步相關(guān)，而飛機(jī)發(fā)展的需求又牽引和促使發(fā)動機(jī)向更高的水平邁進(jìn)，二者互為依存，相得益彰，推動了整個(gè)航空事業(yè)的蓬勃發(fā)展。中國航空發(fā)動機(jī)工業(yè)的起步并不太晚，在中華民國時(shí)期就曾試圖建立航空發(fā)動機(jī)工業(yè)，但最終只是修理和裝配少量的活塞式發(fā)動機(jī)。中華人民共和國成立后，自1951年建立活塞式發(fā)動機(jī)修理廠之后的50多年來，逐步建成了一個(gè)比較完整的科研、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)體系，通過引進(jìn)專利仿制、改進(jìn)改型和自行研制，已經(jīng)生產(chǎn)出近60 000臺發(fā)動機(jī)，研制出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的渦輪噴氣發(fā)動機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)和渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)，跨入了世界上少數(shù)幾個(gè)能夠獨(dú)立研制較先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)國家的行列。

內(nèi)容概要

本書是高等職業(yè)技術(shù)教育航空發(fā)動機(jī)裝配與試車專業(yè)的適用教材。全書共8章，主要介紹航空發(fā)動機(jī)試車臺、航空發(fā)動機(jī)試車工藝、航空發(fā)動機(jī)試車工藝文件編制及性能參數(shù)整理、航空發(fā)動機(jī)試車測試技術(shù)、航空發(fā)動機(jī)模擬高空試車、航空發(fā)動機(jī)試車用傳感器、航空發(fā)動機(jī)的封存和運(yùn)輸包裝以及航空油料等內(nèi)容。各章后均附有思考題。本書在深入調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)了近幾年來高等職業(yè)技術(shù)教育課程改革的經(jīng)驗(yàn)，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步和生產(chǎn)實(shí)際對教學(xué)內(nèi)容提出的新要求，注意反映生產(chǎn)實(shí)際中的新知識、新技術(shù)、新工藝和新方法。突出了職業(yè)教育特色，緊密聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際，具有廣泛的實(shí)用性。    本書可作為高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院、職工大學(xué)航空發(fā)動機(jī)裝配與試車專業(yè)的教材，也可作為工廠航空發(fā)動機(jī)試車員的自學(xué)教材，或者供大專院校相關(guān)專業(yè)和從事航空發(fā)動機(jī)試車工作的工程技術(shù)人員閱讀參考。

書籍目錄

緒論　0.1　航空發(fā)動機(jī)試車的一般概念　0.2　航空發(fā)動機(jī)試驗(yàn)技術(shù)體系　0.3　航空發(fā)動機(jī)試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展　　0.3.1　性能試驗(yàn)　　0.3.2　適用性試驗(yàn)　　0.3.3　耐久性試驗(yàn)　　0.3.4　環(huán)境試驗(yàn)　　0.3.5　飛行試驗(yàn)　　0.3.6　發(fā)動機(jī)數(shù)值仿真　0.4　航空發(fā)動機(jī)試車技術(shù)常用術(shù)語　思考題第1章 航空發(fā)動機(jī)試車臺　1.1　試車臺總體布置　　1.1.1　試車臺的工藝布置　　1.1.2　試車臺空氣動力要求　　1.1.3　試車臺噪聲控制　1.2　試車臺主要設(shè)　　1.2.1　試車臺架　　1.2.2　發(fā)動機(jī)進(jìn)氣加溫裝置　　1.2.3　試車用發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道　1.3　試車臺常用系統(tǒng)　　1.3.1　空氣啟動系統(tǒng)　　1.3.2　汽油、燃油和滑油供應(yīng)系統(tǒng)　　1.3.3　發(fā)動機(jī)內(nèi)部油封系統(tǒng)　　1.3.4　發(fā)動機(jī)尾噴口操縱系統(tǒng)　　1.3.5　液壓泵負(fù)載系統(tǒng)　　1.3.6　交直流發(fā)電機(jī)負(fù)載系統(tǒng)　　1.3.7　發(fā)動機(jī)操縱系統(tǒng)　　1.3.8　發(fā)動機(jī)引氣系統(tǒng)　　1.3.9　抽真空系統(tǒng)　　1.3.10　螺旋槳順槳和回槳系統(tǒng)　　1.3.11　冷卻吹風(fēng)系統(tǒng)　　1.3.12　發(fā)動機(jī)清洗系統(tǒng)　　1.3.13　設(shè)備用液壓操縱系統(tǒng)　1.4　試車臺電氣設(shè)備　　1.4.1　試車臺電氣裝置　　1.4.2　發(fā)動機(jī)和試車臺控制裝置　　1.4.3　操縱臺　思考題第2章 航空發(fā)動機(jī)試車工藝　2.1　發(fā)動機(jī)試車的工藝流程　　2.1.1　發(fā)動機(jī)在臺架上的安裝和拆卸　　2.1.2　發(fā)動機(jī)啟動前的準(zhǔn)備　　2.1.3　發(fā)動機(jī)內(nèi)部啟封和注油　　2.1.4　冷運(yùn)轉(zhuǎn)　　　　2.1.5　啟動　　2.1.6　磨合運(yùn)轉(zhuǎn)　　2.1.7　試車發(fā)動機(jī)加溫和冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)　　2.1.8　發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)工作檢查和調(diào)整　　2.1.9　發(fā)動機(jī)性能驗(yàn)證　　2.1.10　接通加力過程的檢查　　2.1.11　推力瞬變和功率變換檢查　　2.1.12　滑油系統(tǒng)的工作檢查　　2.1.13　發(fā)動機(jī)密封性檢查　　2.1.14　飛機(jī)引氣和功率分出　　2.1.15　停車　2.2　驗(yàn)收試車　　2.2.1　試車臺和試車設(shè)備　　2.2.2　試車記錄　　2.2.3　試車程序 　……第3章 航空發(fā)動機(jī)試車工藝文件編制及性能參數(shù)整理第4章 航空發(fā)動機(jī)試車測試技術(shù)第5章 航空發(fā)動機(jī)模擬高空試車第6章 航空發(fā)動機(jī)試車用傳感器第7章 航空發(fā)動機(jī)的封存和運(yùn)輸包裝第8章 航空油料參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：0．3．1性能試驗(yàn)性能試驗(yàn)是在設(shè)計(jì)條件下測試發(fā)動機(jī)的推力和耗油率等性能指標(biāo)，以及空氣流量、壓力、溫度和各部件的性能。從20世紀(jì)30年代末航空渦輪發(fā)動機(jī)發(fā)明開始，到20世紀(jì)50年代末一批馬赫數(shù)達(dá)2以上的加力渦噴發(fā)動機(jī)研制成功為止，對發(fā)動機(jī)的要求和試驗(yàn)的重點(diǎn)是性能。在初始階段，對發(fā)動機(jī)的壽命沒有較高要求，一般只有幾十小時(shí)。渦噴發(fā)動機(jī)的發(fā)明就是一個(gè)在試驗(yàn)原型機(jī)上試湊的長期過程。結(jié)果，在原型機(jī)試驗(yàn)中，由于壓氣機(jī)和渦輪不匹配而引起喘振，并燒壞了渦輪葉片。為此，羅?羅公司于1941年建造了第一臺壓氣機(jī)試驗(yàn)設(shè)備。通過不斷地試驗(yàn)，’W2發(fā)動機(jī)終于在1943年達(dá)到了設(shè)計(jì)推力7100 N。后來在一些國家的研究中心和公司建設(shè)了一批部件試驗(yàn)設(shè)備，主要是性能試驗(yàn)設(shè)備。自1947年突破聲障后，發(fā)動機(jī)的飛行包線越來越大，普通海平面地面試車臺上測得的性能和工作特性已經(jīng)不能反映在高空高速條件下的實(shí)際情況，一些國家在20世紀(jì)40年代末至50年代末建設(shè)了一批模擬高空試驗(yàn)艙。這批試驗(yàn)艙的建成，為馬赫數(shù)達(dá)2以上的渦噴發(fā)動機(jī)的研制成功起到了重要作用。沒有模擬高空試驗(yàn)艙就沒有先進(jìn)的發(fā)動機(jī)，這就是國內(nèi)外發(fā)動機(jī)界的一致結(jié)論。到20世紀(jì)50年代末，試驗(yàn)設(shè)備和測試手段已有足夠能力來確定發(fā)動機(jī)的性能，因此使得設(shè)計(jì)出來的發(fā)動機(jī)完全可以達(dá)到所要求的精度。在一臺發(fā)動機(jī)的型號研制過程中，首次發(fā)動機(jī)試驗(yàn)就達(dá)到性能指標(biāo)已經(jīng)不是難事。在此期間，測試技術(shù)從單點(diǎn)模擬儀表指示和人工記錄向多點(diǎn)巡回檢測和自動記錄發(fā)展。由于發(fā)動機(jī)循環(huán)參數(shù)的提高和多項(xiàng)新技術(shù)的應(yīng)用，對性能試驗(yàn)技術(shù)和設(shè)備提出了新的要求。1．風(fēng)扇／壓氣機(jī)試驗(yàn)風(fēng)扇／壓氣機(jī)試驗(yàn)包括葉柵吹風(fēng)、縮尺或大尺寸低速模型和全尺寸實(shí)物試驗(yàn)。在全尺寸實(shí)物試驗(yàn)中又有單轉(zhuǎn)子單級、單轉(zhuǎn)子多級、單轉(zhuǎn)子雙涵和雙轉(zhuǎn)子雙涵幾種形式：隨著壓氣機(jī)性能的不斷提高，出現(xiàn)了進(jìn)口加溫加壓的壓氣機(jī)試驗(yàn)臺。隨著渦扇發(fā)動機(jī)的出現(xiàn)，全尺寸雙轉(zhuǎn)子雙涵風(fēng)扇／壓氣機(jī)試驗(yàn)成為必不可少。壓氣機(jī)是發(fā)動機(jī)研制中最困難的部件之一。據(jù)20世紀(jì)70年代的估計(jì)，多數(shù)發(fā)動機(jī)研制要經(jīng)歷2～8次壓氣機(jī)重新設(shè)計(jì)，而每一次重新設(shè)計(jì)要花費(fèi)10007／美元，在某些情況下要花費(fèi)5 000萬美元。在這種因素的驅(qū)使下，美國空軍1972年決定在航空發(fā)動機(jī)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)國家級的壓氣機(jī)研究設(shè)備（CRF），用于研究全尺寸多級風(fēng)扇和壓氣機(jī)的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)特性。該設(shè)備用了12年時(shí)間，于1984年建成，設(shè)備的總功率達(dá)22370 kW，轉(zhuǎn)速為30000 r／min，有640條數(shù)據(jù)采集通道，采集頻率為100000 Hz，可試壓氣機(jī)增壓比達(dá)40。它對壓氣機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展起到了重要作用。

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