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趣说脉动压力测试技术
关键词:      时间:2024-05-06


航发科普



航空发动机是国之重器,是国家科技实力和创新能力的重要体现。


航空发动机是人类迄今为止研制的最复杂精密动力机械。空气从前部吸入后,经过压气机逐级加压,混合燃料充分燃烧再喷出,这期间压力不断变化,测定发动机内部流场压力是判断发动机工作状态和性能的关键。脉动压力测试,就是用专业仪器对航空发动机内部流场压力波动情况进行精准测量,这可是评判航空发动机性能的重要依据。测量准不准,方法很重要,今天,看我们把脉动压力测试过程拆分化解,三招搞定。


01
细标定



一个完整的脉动压力测试系统包含传感器、信号放大器、数据采集器及数据分析软件。

测得准不准,标定很重要。标定,就是用专业计量设备对测量系统进行检测以确保精度,简单的说就是“画刻度”。

如果把检测航空发动机流场的传感器比做“听诊器”,那么,标定就是确保这个“听诊器”合格好用。

标定的时候有讲究,想让“听诊器”又快又准,就要注意“三要素”:幅频特性测量要准,动态精度要高,考虑因素要全。既要保证测量范围,更要保证测量精度,二者兼顾才能稳操胜券。

标定设备设计有学问,各部件不仅要紧密连接,更要简洁流畅、线条优美。记住口诀:腔内无杂物,弯折无锐角,内径不变才最好。

全面标定各个项目之后,这个“听诊器”就可以闪亮登场了。




02
巧布局





布局,就是量体裁衣、设置测点,通俗点说,就是把多个“听诊器”分布到最佳检测位置上,怎么布置可是一门学问。

试验科目不同,测试布局就不同。航空发动机研制要经历许多各种各样的试验,每个试验科目都需要一套特制的测试布局方案,越有针对性越能测得准、测得快。

以压气机部件试验为例,可以在压气机内布置多个测点,方便观测到压气机的性能特征。而不同的整机试验则有不同的测试要求,测点位置就要因地制宜、灵活处理,有设置在发动机进气道的,有设置在燃烧室前的,还有设置在喷口中的

要想精准捕获航空发动机的内部流场脉动压力特征、评估气动性能,测试布局就必须准确合理,要巧妙地在航空发动机的周向、轴向、径向等不同方位上布置多个测点。同时还要在确保测试可靠性的前提下尽可能减少测点数量,减轻航空发动机的试验改装负担。




03
精测试

现在,到了让“听诊器”大显身手的时候了!不同的使用环境要对应不同的安装方法。


对于使用环境温度没有太高要求,但对精度要求较高的情况,可以“单刀直入”,将传感器直接安装在被测量位置,这也叫齐平安装法。这种方法简单快捷,但对传感器大小尺寸和性能要求严苛。

管腔安装法也是较为常用的方法。这种方法堪比“隔山打牛”,用一小段巧妙设计的导管,将气体引出至发动机外部,通过测量引出气体压力实现间接测量。

在脉动压力测试实际操作中,要想测得精准,就要“对症下药”,根据试验实际情况活学活用、灵活变通。


要想测量好,问题得看准

平时多想想,没事多练练


这就是有趣的脉动压力测试技术,精测量,大学问,一招一式,奥妙无穷。而这只是航空发动机的奥妙之一,航空发动机背后还有更多的奥妙等待你来发现!

转载自:中国航发公众号