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航空发动机工程通论:试验鉴定的概念与内涵

时间:2023-07-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:可见,试验是航空发动机研制不可缺少的关键环节,是对航空发动机进行鉴定的主要手段,是决定航空发动机研制成功与否的关键要素。根据试验考核的内容、目的、时机等,航空发动机鉴定试验可分为性能试验、使用试验和在役考核三大类。性能试验在航空发动机状态鉴定前实施,重点考核发动机的技术性能达标度,具体包括各类科研过程试验和以鉴定定型为目的的试验等。

航空发动机工程通论:试验鉴定的概念与内涵

航空发动机技术十分复杂,其内部的气流三维流动过程、燃烧过程、传热过程,以及在复杂的气动热力和机械载荷作用下零部件的损伤失效过程,即便在计算流体力学和计算结构力学取得长足进展的今天,无论是在国内还是国外,都未能达到完全由数值计算准确预估的水平,必须进行大量的试验。

一种新型号发动机的性能设计、结构设计、部件研制和调试、各系统设计都离不开试验;发动机的设计优化改进及可靠性、耐久性的提高离不开试验;发动机各项战术技术指标和使用能力的验证同样离不开试验。发动机的研制过程就是一个“设计—制造—试验—改进设计—再制造—再试验……”不断迭代优化的过程。发动机业内通常用“航空发动机是试验出来的”这句话来表达试验对发动机研发的重要性。从一定程度上来说,国外经验表明,在新型航空发动机研制过程中普遍开展了大量的各类试验,试验所耗费的时间约占总研制时间的70%以上。可见,试验是航空发动机研制不可缺少的关键环节,是对航空发动机进行鉴定的主要手段,是决定航空发动机研制成功与否的关键要素。

航空发动机试验鉴定,就是运用试验的方法对发动机的技术性能、使用效能、保障效能、使用适用性、任务满足度以及质量稳定性进行全面考核并独立做出评价结论的综合性活动,对确定航空发动机技术状态、发现问题缺陷、改进提升性能、确保实战适用性和有效性,均具有重要意义。

航空发动机是复杂的系统装备,由大量的零部件、成附件、子系统、软件构成。

零部件通常指发动机主机部分的结构件,如压气机盘、涡轮盘、转子轴、压气机机匣、燃烧室机匣、涡轮机匣、压气机叶片、涡轮叶片、尾喷管等。

成附件通常指发动机的轴承及外部附件,如轴承、燃油泵、滑油泵、控制器、滑油箱、作动筒、起动机、油滤、电缆及各类传感器等。

零部件、成附件可统称为“部附件”,有时也统称为“部件”(如在民用航空发动机适航规章里)。

子系统通常是由多个附件按一定方式组合实现发动机特定功能的集合体,如控制系统、起动系统、润滑系统、附件传动系统、健康管理系统等。(www.xing528.com)

发动机软件通常包括控制系统软件、健康管理系统软件等,软件亦可作为相应子系统的一部分。

因此,航空发动机试验鉴定的对象既包含发动机整机,也包含发动机的零部件、成附件、子系统(含软件)。

根据试验考核的内容、目的、时机等,航空发动机鉴定试验可分为性能试验、使用试验和在役考核三大类。

性能试验在航空发动机状态鉴定前实施,重点考核发动机的技术性能达标度,具体包括各类科研过程试验(可简称科研试验)和以鉴定定型为目的的试验(可简称鉴定试验)等。

使用试验在航空发动机状态鉴定后、列装定型前实施,通常随航空装备一起开展,是在近似实际使用条件下,对航空发动机的保障效能、用户适用性、质量稳定性以及为航空装备实现使用效能和任务满足度提供的支持能力等进行考核与评估的试验活动。保障效能是在预期或规定的使用环境条件下,由具有代表性的人员对发动机实施使用保障、后勤保障和技术保障时,得到有效保障的程度。用户适用性是发动机在实际使用环境条件下满足用户使用要求的程度。质量稳定性是指发动机质量特性保持一致的程度。使用功能效能是航空装备在规定条件下完成飞行任务时所能发挥的有效作用程度。使用任务满足度是航空装备满足计划或预期的飞行任务使用要求的程度。

在役考核在航空发动机列装服役期间实施,是为检验发动机满足用户使用与保障要求的程度所进行的持续性试验活动。在役考核主要结合正常使用及培训教学等任务组织实施,重点跟踪掌握用户使用、保障、维修情况,验证发动机保障效能以及为航空装备实际运行提供的支持能力,发现问题缺陷,考核发动机的适编性和服役期经济性,以及部分在性能试验和使用试验阶段难以考核的指标等,持续检验发动机的装机飞行适用性。

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