Способ проведения доводочных испытаний воздушно-реактивных двигателей и система для проведения доводочных испытаний

Способ проведения доводочных испытаний воздушно-реактивных двигателей и система для проведения доводочных испытаний

Реферат

Изобретения относятся к области авиадвигателестроения, а именно к доводочным испытаниям газотурбинных двигателей и их узлов.

Известен способ проведения доводочных испытаний воздушно-реактивного двигателя, заключающийся в создании частичных полетных условий, в частности для осуществления запуска двигателя и дальнейших его испытаний при отрицательных температурах окружающего воздуха, путем подачи холодного воздуха на вход испытуемого двигателя и проведения его запуска и дальнейших испытаний (Авт. св. №249002, 1969).

Известна система для проведения доводочных испытаний, содержащая испытуемый объект, в частности двигатель, теплообменник и турбохолодильную машину (Авт. св. №249002, 1969).

В известном способе и в работе известной системы для осуществления запуска двигателя при отрицательных температурах посредством холодильной установки производится захолаживание барокамеры, в которой установлен двигатель. Вход двигателя соединен с выхлопным диффузором, что позволяет направить часть вентиляторного воздуха на вход в двигатель, тем самым увеличивая расход охлажденного воздуха. Таким образом, в известной установке в процессе испытаний используется вторичный воздух, параметры которого несколько изменены относительно первоначально заданных величин, что снижает достоверность результатов испытаний.

Известная система не обеспечивает возможности проводить испытания с наддувом холодного воздуха на входе в двигатель длительное время, поскольку при работающем двигателе будет происходить разряжение в турбохолодильной машине.

Кроме того, для непосредственной подачи на вход полноразмерного двигателя холодного воздуха (без использования охлажденного воздуха барокамеры) в процессе имитации запуска двигателя при отрицательных температурах требуется холодильная установка очень большой мощности и соответственно огромных размеров, что на практике неосуществимо. Испытания же в барокамере являются очень дорогостоящим мероприятием, требующим наличия специального оборудования.

Задачей, на решение которой направлены заявленные способ и устройство, является обеспечение имитации полетных условий для осуществления запуска двигателя и дальнейшей его работы при отрицательных температурах при многократном снижении расходов на испытания за счет отсутствия необходимости использования барокамеры, обеспечение достоверных результатов испытаний, а также расширение возможностей проведения испытаний двигателей.

Задача решается тем, что в способе проведения доводочных испытаний воздушно-реактивного двигателя, заключающемся в создании частичных полетных условий, в частности для осуществления запуска двигателя и дальнейших его испытаний при отрицательных температурах окружающего воздуха, путем подачи холодного воздуха на вход испытуемого двигателя и проведении его запуска и дальнейших испытаний, подачу холодного воздуха осуществляют от автономного источника сжатого воздуха, например компрессора, при этом подаваемый воздух пропускают через теплообменник, который до проведения испытаний предварительно охлаждают.

Кроме того, во время запуска и/или испытаний теплообменник охлаждают, причем теплообменник охлаждают путем подачи в его охлаждающий тракт холодного воздуха от турбохолодильной машины.

Задача решается также тем, что в системе для проведения доводочных испытаний, содержащей испытуемый объект, например двигатель, теплообменник, турбохолодильную машину, вход охлаждаемого тракта теплообменника связан через запорный орган с источником сжатого воздуха, например компрессора, а его выход связан трубопроводом через запорный орган с входом в испытуемый объект, также связанный непосредственно через запорный орган с источником сжатого воздуха, при этом теплообменник выполнен с объемом, многократно превышающим объем испытуемого двигателя, и связан входом своего охлаждающего тракта с турбохолодильной машиной, при этом система содержит теплоизолирующие экраны, установленные вокруг испытуемого объекта.

Подача воздуха на вход испытуемого двигателя от автономного источника сжатого воздуха, например компрессора, обеспечивает необходимый уровень давления на входе в двигатель, а также обеспечивает регулирование расхода воздуха.

Подача воздуха на вход двигателя через предварительно охлажденный теплообменник обеспечивает охлаждение подаваемого воздуха до требуемой температуры.

Выполнение теплообменника большого объема, многократно превышающего объем испытуемого двигателя, позволяет долгое время обеспечивать охлаждение пропускаемого воздуха до заданной температуры, что дает возможность проводить запуск двигателя и его дальнейшие испытания при отрицательных температурах на входе без использования барокамеры и обеспечивает достоверность результатов испытаний.

Связь теплообменника с турбохолодильной машиной через запорный орган обеспечивает возможность предварительного захолаживания теплообменника.

Связь теплообменника с входом в двигатель через запорный орган позволяет производить в процессе испытаний отключение подачи воздуха, охлаждаемого в теплообменнике, и осуществлять дальнейшую подачу воздуха непосредственно от источника сжатого воздуха, минуя теплообменник, изменяя тем самым температуру на входе в двигатель, что расширяет возможности проведения испытаний.

Установка теплозащитных экранов вокруг испытуемого объекта позволяет изолировать двигатель от окружающей среды, удерживая заданную температуру двигателя.

Изобретения поясняются чертежом, на котором схематично изображена предлагаемая система для проведения доводочных испытаний.

Система содержит автономный источник сжатого воздуха, например компрессор 1, связанный через запорные органы 2 и 3 соответственно с входом в охлаждаемый тракт теплообменника 4 и с входом в испытуемый объект 5, вокруг которого установлены теплоизолирующие экраны 6. В качестве испытуемого объекта 5 могут использоваться двигатели и их узлы и агрегаты, например камера сгорания. Вход в охлаждающие каналы теплообменника 4 связан с выходом турбохолодильной машины 7. Выход из охлаждаемого тракта теплообменника 4 через запорный орган 8 связан трубопроводом с входом в испытуемый объект 5. Охлаждаемая от турбохолодильной машины 6 зона теплообменника ограничивается заглушками 9.

Система работает следующим образом.

В теплообменник 4 подается охлажденный воздух из турбохолодильной машины 6. Воздух подается в охлаждаемую зону теплообменника, ограниченную заглушками 9. Трубчатый коллектор теплообменника 4 охлаждается до заданной отрицательной температуры, после чего открывается запорный орган 2 для подачи воздуха от отдельно стоящего компрессора 1 через теплообменник 4 на вход испытуемого объекта 5. Запуск испытуемого объекта может производиться сразу после подачи холодного воздуха на его вход, а может и после предварительного захолаживания двигателя. В процессе испытаний объекта можно продолжать подачу охлажденного в теплообменнике 4 воздуха на вход двигателя или перейти на подачу воздуха другой температуры, например, непосредственно от компрессора 4, для чего теплообменник 4 отключают из системы подачи воздуха, закрывая запорный орган 8 и открывая запорный орган 3.

Способ проведения доводочных испытаний воздушно-реактивного двигателя осуществляют следующим образом.

Для осуществления запуска двигателя и дальнейших его испытаний при отрицательных температурах окружающего воздуха на вход испытуемого двигателя от автономного источника сжатого воздуха, например компрессора, через теплообменник, предварительно охлажденный до проведения испытаний, подают холодный воздух.

При необходимости теплообменник можно охлаждать и во время запуска и/или проведения испытаний. Охлаждение теплообменника осуществляют путем подачи в его охлаждающий тракт холодного воздуха от турбохолодильной машины.

Предлагаемые способ и устройство позволяют имитировать полетные условия для осуществления запуска двигателя и дальнейшей его работы при отрицательных температурах при многократном снижении расходов на испытания за счет отсутствия необходимости использования барокамеры, а также расширяют возможности проведения испытаний двигателей.

1. Способ проведения доводочных испытаний воздушно-реактивного двигателя, заключающийся в создании частичных полетных условий, в частности для осуществления запуска двигателя и дальнейших его испытаний при отрицательных температурах окружающего воздуха, путем подачи холодного воздуха на вход испытуемого двигателя и проведении его запуска и дальнейших испытаний, отличающийся тем, что подачу холодного воздуха осуществляют от автономного источника сжатого воздуха, например компрессора, при этом подаваемый воздух пропускают через теплообменник, который до проведения испытаний предварительно охлаждают.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что во время запуска и/или испытаний теплообменник охлаждают.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что теплообменник охлаждают путем подачи в его охлаждающий тракт холодного воздуха от турбохолодильной машины.

4. Система для проведения доводочных испытаний, содержащая испытуемый объект, например двигатель, теплообменник, турбохолодильную машину, отличающаяся тем, что вход охлаждаемого тракта теплообменника связан через запорный орган с источником сжатого воздуха, например компрессора, а его выход связан трубопроводом через запорный орган с входом в испытуемый объект, также связанный непосредственно через запорный орган с источником сжатого воздуха, при этом теплообменник выполнен с объемом, многократно превышающим объем испытуемого двигателя, и связан входом своего охлаждающего тракта с турбохолодильной машиной.

5. Система по п.4, отличающаяся тем, что она содержит теплоизолирующие экраны, установленные вокруг испытуемого объекта.