中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司辽宁沈阳110041
摘要：在对航空发动机试车台进行建造和改造其主体之前一定要做好设计工作，需要对其流程品质以及气动力进行充分的考虑，当前现代民用发动机和军用发动机在尺寸和空气流量方面逐步增加，使车间的尺寸和流量也在需要相对应的增加，从露天试车台的角度分析，需要对气象条件影响流场和气动的情况进行综合考虑，这些都是导致设计出现较大难度、投资风险增加的重要原因，本文重点对航空发动机试车台的气动流场进行探索和分析，以供参考，
关键词：航空发动机；试车台；气动流场；探索和分析
1航空发动机试车台电气控制系统构成
航空发动机试车台电气控制系统需要与现代社会发展的情况相结合，符合当前实际状况的条件下不断符合新型发动机实际测试的需求，传统的试车台控制系统已经无法达到现代科学技术下控制的具体需要，发动机试车电气控制系统的组成结构相对较为复杂，对控制系统的组成进行了解是对航空发动机试车台启动流场进行保障的基础，发动机试车电气控制系统的组成部分当中，启动箱的作用在于对涡轮启动进行控制，电子控制器主要是对发动机运行时的各项参数进行调节，另外还可以向发动机各个控制器发送相应的指令，发动机的交直流供电的基础主要是电源系统，工艺设备需要符合的地面试车的具体需要，不管是电机负载控制系统还是燃油供油系统都需要依照工艺设备实际的参数进行控制，试车台在控制的过程中，核心是plc的控制系统，整个系统的功能是对发动机电气系统进行控制，并且对航空发动机试车台的启动流程进行完善。
2航空发动机试车台的气动流场特性分析
2.1航空发动机试车台的气动流场均匀性
在分析航空发动机试车台气动、流场需要对气动力和流程等相关要素进行综合分析和考虑，试车间流场是否均匀、是否稳定是航空发动机试车台是否能够正常运行的基础，在设计的过程中，相关人员需要对旁路比和相关的编制数进行综合考虑分析，另外还需要进一步控制试车间的启动流程，对试车间的均匀性指数进行分析，其主要目的在于确保车间当中气动流场的运行，如果试车间当中某一个地方启动流场的畸变指数为d，那么设计人员需要对d值进行明确，还需要对测量截面上各平均总压、局部重压以及平均动压等相关参数进行确认，对参数进行确认之后，设计人员还需要获得气动流场截面的局部总压畸变数的极值，在分析研究的时候，设计人员还需要通过吹风试验来对试车间总畸变度的实际分布状况进行明确，对总畸变度的极值进行合理控制，设计出最优方案，相关人员通过多点组合式侧压耙来对缩尺比例进行确认，在进行探索的时候，需要与各参数的实际直径应结合，分析飞机进气道模拟的压力畸变图谱。在设计的过程中，需要对压力畸变图谱的实际内容进行结合，对畸变板进行设计。在测量发动机抗畸变能力的过程中，这一点至关重要，当前各个国家通过优质的进排气设计来让畸变对航空发动机试机台的影响减少，但是对于较大的畸变控制工艺还需要进行重点分析和研究。
2.2航空发动机试车台的气动流场稳定性
在试车间当中的气流流场的品质受到各种因素影响，不管是人工操作还是气象条件的影响，相关工作人员都需要对其进行高度重视，旁路比会直接影响气动流畅的品质，在计算旁路的过程中，相关人员需要对车间当中的发动机空气流量值以及总空气流量值进行了解，通过研究发现，如果旁路比的比值在0.8以下的时候，发动机进口气流处于不稳定状态，在实际操作的过程中会直接影响发动机试车的质量和安全性，如何将试车间启动问题解决是当前设计人员需要重点分析的问题，在设计之前，设计人员需要对模型进行试验，具体操作的过程中需要建立符合设计需要的进气排气的试车模型，这个模型的重要目的在于确保整个试车间当中气动流畅的稳定性和均匀性，让发动机稳定性提高的同时，让发动机运行过程中出现的风险危害减少。
2.3进排气通道设计
进平排气通道设计非常重要，在设计的过程中，对试车台气流流场的稳定性和均匀性有着直接影响，进气系统在设计的过程中，需要确保是车间气动流场均匀性，同时还需要避免出现对车间启动流场变化出现扰动的相关因素，排气系统设计的过程中，其目的在于确保不会出现燃气回流的条件下，试车间不会出现对气动流畅稳定产生影响的回调和震荡的情况，设计的时候，相关人员需要对其动力学的实际内容进行了解，合理的选择进气和排气形式，这是在设计过程中需要重点关注的因素，若是设计人员通过水平进气法，那么发动机进气口位置的启动流程往往会在一个均匀的状态下，地面风向往往会直接影响进气口位置的流场。在设计的过程中，需要通过垂直进气法控制由外界污染物和风向导致的近期质量影响，在减少航空发动机试车台出现噪音的条件下，确保车间当中启动流程的稳定性和均匀性。
设计人员决定使用垂直法来进行进气，一定要对转弯位置发动机进气口的距离进行控制，一般条件下，这个位置到试车间截面对角线的距离小于转弯处到进气口之间的距离，只有如此，气流在运行的时候才能慢慢趋于稳定，在设计的过程中，相关人员还需要在转弯处进行导流片的安装，安装导流片主要是为了让接近地面和顶棚的气流更为稳定，具体如下图所示。
图2有拐角导流片时的流动
设计试车排气控制系统的过程中还需要对排气温度和消声效果进行综合考虑，设计人员必须与实际情况相结合，合理的进行引射筒位置和大小的选择。在设计的过程中，还需要进一步保证引射筒的口径与气流流动的实际需求相吻合，还需要设计成能够自动移动的情况，方便对引射筒和尾喷口之间的距离进行调节，车间如果出现空气回流或者燃气回流等情况，需要及时对进气和排气系统进行调节，让试车间的启动流场的均匀性和稳定性提高。
结束语
航空发动机室内试车台设计是非常复杂的，首先需要确保是车间气流流场的特性，并且总结各个构件的位置和尺寸，需要做好分析和测算，另外在完成设计之后，一定要建立起缩比模型，完成吹风试验，如果条件允许还可以进行cfd建模计算，让整个流程的特性既符合发动机的需要，另外还具有一定的裕度。
参考文献：
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