一种小涵道比涡扇发动机露天基准推力性能试验方法技术

本申请属于航空发动机领域，特别涉及一种小涵道比涡扇发动机露天基准推力性能试验方法。包括：步骤一、S1.1、实现台架推力测量系统中心加载校准；S1.2、评定中心加载校准不确定度；步骤二、S2.1、获取露天基准性能试车环境风速风向包线，并在所述环境风速风向包线下进行露天基准推力性能试验；S2.2、对露天基准推力性能试验获得的推力性能数据进行修正。本申请采用露天试车台不存在室内试车台诸多影响推力测量结果的因素，在严格控制试车环境的前提下，可以获得最接近于理想试车环境下的推力测量结果，采用该试验方法，在限定的风速风向范围内开展露天基准性能试车，推力测量精度可达

【技术实现步骤摘要】
一种小涵道比涡扇发动机露天基准推力性能试验方法


[0001]本申请属于航空发动机领域，特别涉及一种小涵道比涡扇发动机露天基准推力性能试验方法。

技术介绍

[0002]随着航空发动机技术的不断进步，新型飞行器的设计越来越依赖高性能的航空发动机及其绝对可靠的性能数据，真实评价航空发动机性能变得越来越重要。推力作为小涵道比涡扇发动机的关键性能参数，其测量与校准手段必须得到强化。
[0003]现有技术中，测试录取航空发动机的性能主要在室内试车台开展，室内试车台性能录取方法的缺点具体体现在：
[0004]1、室内试车台设计、建设时通常没有预留台架推力测量系统中心加载校准的基础，台架推力测量系统校准采用平行加载方式校准，校准过程中推力传递路径与发动机试车时的推力传递路径不一致(校准载荷与发动机产生推力不在同一平面)，影响了校准精度；
[0005]2、在室内试车台测试录取发动机的推力性能时，由于在受限空间内发动机抽吸以及排气引射的共同作用会产生风洞效应，实际工作状态偏离了自由来流的理想假设条件，测得的发动机推力数据较真实推力略低，因此需要对室内台录取的推力性能数据进行修正。这部分的修正量与试车台的引射比、推力测量台架的迎风面积和试车间进气流场截面积等条件相关，一般占总推力值的2％～6％之间。在室内试车台录取发动机推力性能时，受测试方法、修正方法和测量仪器的影响，室内试车台修正后的推力测量精度一般在
±
1％左右。
[0006]因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现思路

[0007]本申请的目的是提供了一种小涵道比涡扇发动机露天基准推力性能试验方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。
[0008]本申请的技术方案是：
[0009]一种小涵道比涡扇发动机露天基准推力性能试验方法，包括：
[0010]步骤一、
[0011]S1.1、实现台架推力测量系统中心加载校准；
[0012]S1.2、评定中心加载校准不确定度；
[0013]步骤二、
[0014]S2.1、获取露天基准性能试车环境风速风向包线，并在所述环境风速风向包线下进行露天基准推力性能试验；
[0015]S2.2、对露天基准推力性能试验获得的推力性能数据进行修正。
[0016]在本申请的至少一个实施例中，S1.1中，所述实现台架推力测量系统中心加载校
准，包括：
[0017]S1.1.1、确定中心加载校准试验的环境条件，在中心加载校准试验时环境参数与标准值的差值在预定范围内，且风速小于2.5米/s；
[0018]S1.1.2、台架变型测量设备调试正常；
[0019]S1.1.3、进行台架中心加载系统安装以及调试；
[0020]S1.1.4、预热数据采集系统以及台架变型测量设备；
[0021]S1.1.5、获取台架推力测量系统转换系数；
[0022]S1.1.6、基于所述转换系数进行台架推力测量系统中心加载校准；
[0023]S1.1.7、进行数据处理；
[0024]S1.1.8、影响因素分析以及修正。
[0025]在本申请的至少一个实施例中，S1.1.3中，所述台架中心加载系统包括：试车台架、模拟发动机、中心加载支架、中心加载拉杆以及液压加载装置，其中，
[0026]所述试车台架包括静架以及动架，所述模拟发动机安装在所述试车台架上，所述中心加载支架上安装有中心加载油缸以及标准传感器，所述中心加载拉杆的一端与所述模拟发动机同轴连接，另一端与所述中心加载油缸连接，所述液压加载装置一端与所述中心加载支架连接，另一端与所述中心加载拉杆前端连接。
[0027]在本申请的至少一个实施例中，S1.1.5中，所述获取台架推力测量系统转换系数，包括：
[0028]通过台架中心加载系统施加3次额定载荷，卸载至所述标准传感器归零；
[0029]进行3次中心加载试验，采集试验数据；
[0030]计算台架推力测量系统的传感器输出值与所述标准传感器示值的转换系数。
[0031]在本申请的至少一个实施例中，S1.1.6中，所述基于所述转换系数进行台架推力测量系统中心加载校准，包括：
[0032]进行不少于5次中心加载试验，采集试验数据、环境参数，测量所述动架、所述模拟发动机以及所述中心加载支架顶端在对应加载载荷下的变形量。
[0033]在本申请的至少一个实施例中，S1.1.7中，所述进行数据处理，包括：
[0034]计算台架推力测量系统重复性R：
[0035][0036]其中，
△
F
mmax
为进程重复校准时各负荷点输出极差的最大值，F
n
为台架推力测量系统额定输出值；
[0037]计算台架推力测量系统线性误差L：
[0038][0039]其中，
△
L
max
为进程平均校准曲线与平均端点直线偏差的最大值；
[0040]计算台架推力测量系统滞后H：
[0041][0042]其中，
△
H
max
为各校准点进回程偏差的最大值；
[0043]计算台架推力测量系统回零差Z
r
：
[0044][0045]其中，为台架推力测量系统卸载后与零点偏差的最大值。
[0046]在本申请的至少一个实施例中，S1.1.8中，所述影响因素分析以及修正，包括：
[0047]中心加载校准中环境风速、风向的分析以及修正；
[0048]中心加载校准中台动架以及中心加载支架的变形分析以及修正。
[0049]在本申请的至少一个实施例中，S1.2中，所述评定中心加载校准不确定度，包括：
[0050]S1.2.1、计算发动机的测量推力：
[0051]F
C
＝F
M
+ΔF
仪器
+ΔF
安装
+ΔF
轴线偏移
+ΔF
环境
+ΔF
数采
[0052]其中，F
C
为发动机的测量推力，F
M
为台架推力测量系统示值，ΔF
仪器
为仪器设备引入的修正值，ΔF
安装
为台架中心加载系统安装引入的修正值，ΔF
轴线偏移
为推力轴线偏移引入的修正值，ΔF
环境
为环境变化引入的修正值，ΔF
数采
为数据采集系统引入的修正值；
[0053]S1.2.2、计算中心加载校准不确定度分量，包括中心加载校准试验重复性引入的不确定度分量u(F
M
)，仪器设备引入的不确定度分量u(ΔF
仪器
)，台架中心加载系统安装引入的不确定度分量u(ΔF
安装
)，推力轴线偏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小涵道比涡扇发动机露天基准推力性能试验方法，其特征在于，包括：步骤一、S1.1、实现台架推力测量系统中心加载校准；S1.2、评定中心加载校准不确定度；步骤二、S2.1、获取露天基准性能试车环境风速风向包线，并在所述环境风速风向包线下进行露天基准推力性能试验；S2.2、对露天基准推力性能试验获得的推力性能数据进行修正。2.根据权利要求2所述的小涵道比涡扇发动机露天基准推力性能试验方法，其特征在于，S1.1中，所述实现台架推力测量系统中心加载校准，包括：S1.1.1、确定中心加载校准试验的环境条件，在中心加载校准试验时环境参数与标准值的差值在预定范围内，且风速小于2.5米/s；S1.1.2、台架变型测量设备调试正常；S1.1.3、进行台架中心加载系统安装以及调试；S1.1.4、预热数据采集系统以及台架变型测量设备；S1.1.5、获取台架推力测量系统转换系数；S1.1.6、基于所述转换系数进行台架推力测量系统中心加载校准；S1.1.7、进行数据处理；S1.1.8、影响因素分析以及修正。3.根据权利要求2所述的小涵道比涡扇发动机露天基准推力性能试验方法，其特征在于，S1.1.3中，所述台架中心加载系统包括：试车台架、模拟发动机、中心加载支架、中心加载拉杆以及液压加载装置，其中，所述试车台架包括静架以及动架，所述模拟发动机安装在所述试车台架上，所述中心加载支架上安装有中心加载油缸以及标准传感器，所述中心加载拉杆的一端与所述模拟发动机同轴连接，另一端与所述中心加载油缸连接，所述液压加载装置一端与所述中心加载支架连接，另一端与所述中心加载拉杆前端连接。4.根据权利要求2所述的小涵道比涡扇发动机露天基准推力性能试验方法，其特征在于，S1.1.5中，所述获取台架推力测量系统转换系数，包括：通过台架中心加载系统施加3次额定载荷，卸载至所述标准传感器归零；进行3次中心加载试验，采集试验数据；计算台架推力测量系统的传感器输出值与所述标准传感器示值的转换系数。5.根据权利要求2所述的小涵道比涡扇发动机露天基准推力性能试验方法，其特征在于，S1.1.6中，所述基于所述转换系数进行台架推力测量系统中心加载校准，包括：进行不少于5次中心加载试验，采集试验数据、环境参数，测量所述动架、所述模拟发动机以及所述中心加载支架顶端在对应加载载荷下的变形量。6.根据权利要求2所述的小涵道比涡扇发动机露天基准推力性能试验方法，其特征在于，S1.1.7中，所述进行数据处理，包括：计算台架推力测量系统重复性R：
其中，
△
F
mmax
为进程重复校准时各负荷点输出极差的最大值，F
n
为台架推力测量系统额定输出值；计算台架推力测量系统线性误差L：其中，
△
L
max
为进程平均校准曲线与平均端点直线偏差的最大值；计算台架推力测量系统滞后H：其中，
△
H
max
为各校准点进回程偏差的最大值；计算台架推力测量系统回零差Z
r
：其中，为台架推力测量系统卸载后与零点偏差的最大值。7.根据权利要求2所述的小涵道比涡扇发动机露天基准推力性能试验方法，其特征在于，S1.1.8中，所述影响因素分析以及修正，包括：中心加载校准中环境风速、风向的分析以及修正；中心加载校准中台动架以及中心加载支架的变形分析以及修正。8.根据权利要求1所述的小涵道比涡扇发动机露天基准推力性能试验方法，其特征在于，S1.2中，所述评定中心加载校准不确定度，包括：S1.2.1、计算发动机的测量推力：F
C
＝F
M
+ΔF
仪器
+ΔF
安装
+ΔF
轴线偏移
+ΔF
环境
+ΔF
数采
其中，F
C
为发动机的测量推力，F
M
为台架推力测量系统示值，ΔF
仪器
为仪器设备引入的修正值，ΔF
安装
为台架中心加载系统安装引入的修正值，ΔF
轴线偏移
为推力轴线偏移引入的修正值，ΔF
环境
为环境变化引入的修正值，ΔF
...

【专利技术属性】
技术研发人员：林山，张巍，周伟，刘辰，夏俊峰，梁增涛，袁腾，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：