CN115219215A - 一种涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法 - Google Patents

一种涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，该方法在高空模拟试车台上进行，包括如下步骤：S1：高空模拟试车台空气系统向发动机供给低温空气；S2：通过外流对发动机进行冷浸至发动机滑油温度达到滑油许用温度下限；S3：通过内流和外流同时对发动机进行冷浸至发动机轴承温度达到低温起动试验规定温度；S4：对发动机进行保温；S5：开展低温起动试验。该方法通过内外流同时冷浸发动机，真实模拟了高寒极端气候环境，发动机冷浸时间由最初的4小时缩短至如今的1至1.5小时，安全高效的实现了发动机冷浸，从而使得试验成本大幅度降低，并从严验证和考核了涡扇发动机在高寒极端气候环境条件下的起动及加速到最大的能力。

Description

一种涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法
技术领域
本发明属于航空发动机环境试验技术领域，具体涉及一种涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法。
背景技术
低温起动试验的技术手段主要包括：高寒机场地面试验、地面试车台、低温起动室和高空模拟试车台。高寒机场和地面试车台只能在特定地区、特定时间开展低温起动试验，且受气候环境条件影响较大，难以准确捕捉满足试验要求的大气环境条件。高空模拟试车台拥有完整的供气系统、空气处理系统、温度调节系统和抽气系统，可模拟低温起动试验所规定的任意海拔高度，可供给低温起动试验所规定的极限温度空气，因此现阶段在高空模拟试车台开展航空发动机低温起动试验是十分有利且高效的。
在高空模拟试车台开展低温起动试验时，常用的发动机冷浸方法包括强迫吹风冷浸和风车冷浸。强迫吹风冷浸的优点是可以保证发动机在冷浸过程中转子停转，保证发动机冷却效果，能够真实模拟发动机内部和外部冷却条件，但需对发动机改装防转装置，容易对发动机造成损伤，危险系数较大。风车冷浸不需要对发动机进行改装，但由于发动机转子始终处于低速旋转状态，发动机轴承温度和滑油温度很难达到低温要求，且存在滑油漏油的风险。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能适用于涡扇发动机的低温起动试验发动机冷浸方法，以解决低温起动试验涡扇发动机传统强迫吹风冷浸带来的发动机改装难度大、风险高问题和风车冷浸可能带来的发动机漏滑油问题，采用内外流同时冷浸发动机的方式，安全、高效的实现发动机冷浸，满足低温起动试验对发动机冷浸的要求。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案，提供一种涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，所述冷浸方法在高空模拟试车台上进行，发动机安装在高空模拟试车台高空舱内，发动机外部和高空舱内壁之间形成外围腔，所述冷浸方法包括如下步骤：S1：高空模拟试车台空气系统向发动机供给低温空气，直至高空模拟试车台供气管路内的低温空气温度不高于滑油许用温度下限；S2：通过外流对发动机进行冷浸至发动机滑油温度达到滑油许用温度下限；S3：通过内流和外流同时对发动机进行冷浸至发动机轴承温度达到低温起动试验规定温度；S4：对发动机进行保温；S5：开展低温起动试验，其中，外流为在外围腔内流动的气流，内流为发动机内部流动气流，低温空气的温度低于滑油许用温度下限。
本发明所提供的涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，还具有这样的特征，所述发动机的外部与高空舱内壁之间设有用于缩小外围腔容积的保温层。
本发明所提供的涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，还具有这样的特征，所述S1包括：
S1.1：向发动机主流内流道内通入低温空气，同时向外围腔内通入干燥空气；
S1.2：工艺起动发动机至慢车状态后调整发动机至巡航状态；
S1.3：高空模拟试车台供气管路内的低温空气温度不高于滑油许用温度下限后，发动机按程序冷机停车；
S1.4：发动机转子完全停转后，调节进排气压力平衡。
本发明所提供的涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，还具有这样的特征，所述S2包括：向外围腔内通入低温空气，直至发动机内滑油温度达到滑油许用温度下限。
本发明所提供的涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，还具有这样的特征，所述S3包括：向外围腔内持续通入低温空气的同时向发动机主流内流道内通入低温空气，使发动机轴承温度达到低温起动试验规定温度。
本发明所提供的涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，还具有这样的特征，所述S4包括：
S4.1：向外围腔内通入干燥空气和低温空气的掺混气体，使得外围腔内温度达到低温起动试验规定温度；
S4.2：调节进排气压力平衡，使得发动机转子完全停转；
S4.3：发动机按规定的保温时间进行保温。
本发明所提供的涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，还具有这样的特征，所述S5包括：
S5.1：向外围腔内通入干燥空气的同时建立低温起动试验规定的试验条件；
S5.2：开始低温起动试验。
有益效果：
本发明所提供的涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，内外流同时冷浸发动机，真实模拟了高寒极端气候环境，发动机冷浸时间由最初的4小时缩短至如今的1至1.5小时，解决了低温起动试验涡扇发动机传统强迫吹风冷浸带来的发动机改装难度大、风险高和风车冷浸可能带来的发动机漏滑油问题，安全高效的实现了发动机冷浸，从而使得试验成本大幅度降低，并从严验证和考核了涡扇发动机在高寒极端气候环境条件下的起动及加速到最大的能力。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例所提供的涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
如图1所示，本发明实施例提供了一种涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，所述冷浸方法在高空台模拟试车台上进行，在该实施例中所用到高空模拟试车台空气系统提供的干燥空气约10℃，低温空气约-50℃，干燥空气用于供给外流空气，低温空气用于同时供给内外流空气，该冷浸方法包括如下步骤：
S1：高空模拟试车台空气系统向发动机供给低温空气，直至供气管路内的低温空气温度不高于-45℃；
S2：通过外流对发动机进行冷浸至发动机滑油温度达到-45℃；
S3：通过内流和外流同时对发动机进行冷浸至发动机轴承温度达到低温起动试验规定的-32℃；
S4：对发动机进行保温0.5小时；
S5：开展低温起动试验。
在部分实施例中，发动机外部和高空舱内壁之间形成外围腔；为提高试验效率，又在发动机外部与高空舱内壁之间增加保温层以缩小外围腔容积；外流为在外围腔内流动的气流；内流为发动机内部流动气流。
在部分实施例中，所述S1包括：
S1.1：向发动机内流道内通入低温空气，同时向外围腔内通入干燥空气；
S1.2：工艺起动发动机至慢车状态后调整发动机至换算高压转速85%状态；
S1.3：供气管路内的低温空气温度达到-45℃后，发动机按程序冷机停车；
S1.4：发动机转子完全停转后，调节进排气压力平衡。
在部分实施例中，所述S2包括：向外围腔内通入低温空气，直至发动机内滑油温度达到-45℃。
在部分实施例中，所述S3包括：向外围腔内持续通入低温空气的同时向发动机内流道内通入低温空气，使发动机轴承温度达到低温起动试验规定的-32℃；发动机进出口压力差不应大于10kPa。
在部分实施例中，所述S4包括：
S4.1：向外围腔内通入干燥空气和低温空气的掺混气体，使得外围腔内温度达到低温起动试验规定的-32℃；
S4.2：调节进排气压力平衡，使得发动机转子完全停转；
S4.3：进行发动机保温0.5小时。
在部分实施例中，所述S5包括：
S5.1：向外围腔内通入干燥空气的同时建立低温起动试验的试验条件；
S5.2：开始低温起动试验。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，其特征在于，所述冷浸方法在高空模拟试车台上进行，发动机安装在高空模拟试车台高空舱内，发动机外部和高空舱内壁之间形成外围腔，所述冷浸方法包括如下步骤：
S1：高空模拟试车台空气系统向发动机供给低温空气，直至高空模拟试车台供气管路内的低温空气温度不高于滑油许用温度下限；
S2：通过外流对发动机进行冷浸至发动机滑油温度达到滑油许用温度下限；
S3：通过内流和外流同时对发动机进行冷浸至发动机轴承温度达到低温起动试验规定温度；
S4：对发动机进行保温；
S5：开展低温起动试验，
其中，外流为在外围腔内流动的气流，内流为发动机内部流动气流，低温空气的温度低于滑油许用温度下限。
2.根据权利要求1所述的涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，其特征在于，所述发动机的外部与高空舱内壁之间设有用于缩小外围腔容积的保温层。
3.根据权利要求1所述的涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，其特征在于，所述S1包括：
S1.1：向发动机主流内流道内通入低温空气，同时向外围腔内通入干燥空气；
S1.2：工艺起动发动机至慢车状态后调整发动机至巡航状态；
S1.3：高空模拟试车台供气管路内的低温空气温度不高于滑油许用温度下限后，发动机按程序冷机停车；
S1.4：发动机转子完全停转后，调节进排气压力平衡。
4.根据权利要求1所述的涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，其特征在于，所述S2包括：向外围腔内通入低温空气，直至发动机内滑油温度达到滑油许用温度下限。
5.根据权利要求1所述的涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，其特征在于，所述S3包括：向外围腔内持续通入低温空气的同时向发动机主流内流道内通入低温空气，使发动机轴承温度达到低温起动试验规定温度。
6.根据权利要求1所述的涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，其特征在于，所述S4包括：
S4.1：向外围腔内通入干燥空气和低温空气的掺混气体，使得外围腔内温度达到低温起动试验规定温度；
S4.2：调节进排气压力平衡，使得发动机转子完全停转；
S4.3：发动机按规定的保温时间进行保温。
7.根据权利要求1所述的涡扇发动机低温起动试验发动机冷浸方法，其特征在于， 所述S5包括：
S5.1：向外围腔内通入干燥空气的同时建立低温起动试验规定的试验条件；
S5.2：开始低温起动试验。
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