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第二十五章 核心机点火 艰难测试

工业心脏 长风浪xo 2224 2019.06.28 07:56

  陈东风他们完成核心机的组装后,也没怎么耽搁,很快把核心机拿到实验室的发动机测试台上,开始了点火测试前的准备工作。

  核心机的测试不是一件简单的工作,还要和杨辉的滑油系统、燃料喷嘴系统、启动系统进行配合。不然光秃秃的一个核心机想点火都点不了。

  陈东风也没有核心机的测试经验,在黄恒的设计下,核心机的测试项目包括气动、热力性能测试和结构强度测试。主要参数有温度(燃烧式、两涡轮前后)、压力(压气机前后,燃烧室)、流量(空气、燃油、滑油)、转速、推力、尾喷气流流速、整体振动、转子扭矩、整体功率、点火能量等。

  当然所谓的核心机测试当然少不了各种传感器的组装,正式要在测试过程中,通过传感器测量推力、扭矩、燃油耗量、压力、和温度等。得到这些数据后,经过计算就可以得到发动机的整体性能了。

  这些测试项目已经是简单的不能再简单了,当然主要原因还是陈东风在设计的时候选择的结构比较简单。比如单转子结构、离心式压气机、联管燃烧室、离心式涡轮等都是四十年代到六十年代的技术。

  而且航模发动机的推重比小,速度离音速还差很远,飞行高度不超过5000米(一般使用情况下也就在1000米左右),这也给航模发动机的测试带来了便利。一是不需要进行高台(两万米左右)测试,二是模拟气流的速度远远低于音速(200-400km/h),这些都能极大的缩短测试时间。

  等陈东风和杨辉把传感器、子系统搭建好后,在黄恒的指导下,开始设计测试的表格,以及对数据的处理方式。等这一起准备就绪后,就真正的开始了第一次尝试点火。

  陈东风也没有选择刻意的挑选个好时候什么的,准备工作做完,和各小组通报后,邀请大家一起到实验室见证核心机的第一次点火。

  在启动系统的帮助下,风扇开始了逐渐的变快,通过测试台上燃烧室压力的数据发现已经达到了点火条件,陈东风当机立断的按下了点火按钮,燃料喷嘴根据压气机扩压器内的压力大小自动调制喷嘴开度。燃烧室第一次有了雾化的燃料,在点火器的作用下,燃烧室的燃料剧烈燃烧,涡轮开始加速旋转,尾部喷口第一次流出来炽热的气流。

  原本预计第一次点火只要2分钟就达到目标的,然后陈东风看核心机为出现明显异常,果断把时间提高到10分钟。

  这10分钟的时间不长,可是陈东风的内心是无比紧张的。一是他担心如果出现重大设计缺陷导致核心机出现严重的故障,这不仅会拖慢核心机研发的进度,而且更会拖了整个项目的后腿;二是他担心如果失败会辜负黄老院长的期望,造成重大的金钱浪费。就在这忐忑不安中10分钟的时间结束,他松了口气,关停了核心机燃料喷嘴和点火系统,核心机在咆哮声在逐渐减少,到最后彻底停了下来。

  他还没来得及说哈,杨辉三人就把他抱住了他,搞得比陈东风他自己还激动。他们不住的拍打陈东风的后背,语无论其,激动的说:“东风我们成功了,成功了...”

  三位老师也是很欣慰,在旁边鼓掌致敬。即使这只是个航模的核心机,设计也不是用的最新的技术,但是把这些过时的技术组合成一个精密的核心机,而且第一次就点火试车成功,这不仅体现了设计者对技术的整合能力,也体现了设计者扎实的理论计算。

  等大家激动完后,陈东风和杨辉开始了对数据的整理。杨辉主要是对滑油系统、燃料喷嘴系统和启动系统的测试。滑油系统一是要监控是否润滑均匀,二是要监控各部位温度有无异常。燃料喷嘴系统一是要测量燃料开度和发动机推力的关系,二是要检测燃料雾化的能力。启动系统一是要测量得出转子转速和启动的关系即什么时候推出启动系统的问题,二是测量启动消耗的电能。

  杨辉的这些项目都要和陈东风配合,在一次次的试车过程中收集数据,发现问题,解决问题。

  陈东风在收集分析数据之余,还要在每次点火试车前对核心机进行结构状态检查,而且在他设计的大修时间(50小时)到达后,还要把核心机拆开,一个一个的零件进行检查,查看是否有损伤,好为后面编写维修手册进行数据收集。好在这个航模的核心机也就15kg重,体积也不大,在杨辉的帮助下,两人也能进行拆卸组装。

  核心机的测试过程是无聊的,繁琐的,紧张的。每时每刻陈东风都要盯着测试台上的各个传感器数值显示器,生怕一个疏忽导致关停不及时而让核心机遭受不可逆的严重故障。例如陈东风在寻找到压气机喘振的极限转速的时候,就要紧紧的盯着压气机个部位的压力传感器,生怕一个不小心,喘振发生的时间过长,导致压气机叶片断裂。

  陈东风设计的核心机寿命在300-400小时左右,这意味着每次他点火30分钟,那么他要进行800-1000次的点火试车实验,而且在这过程中还要不断的检修,更换零部件。最难更换的就是燃烧室喷嘴和点火火器了,他要先先把各个火焰筒和机匣拆卸下来,然后才能进行更换,最后还要一个个的复原。这一来一去没有3个小时是完成不了的。

  而且随着核心机的寿命逐渐的接近末期,需要更换的零部件就会越来越多,这也导致了后期他的主要工作就是在不断的拆卸安装核心机。所谓的核心机寿命,不是指在其寿命时间里面不需要更换零部件,而是指更换的成本小于更换一个新的发动机的成本。还要综合的评估其全寿命的平均成本,才能得出一个比较合理的发动机寿命时间。

  等这一台核心机报废,时间已经到了九月下旬了,在这将近两个月的时间,陈东风穿梭于教室和实验室之间,忙的是脚不沾地,恨不得把自己给劈成两半。好在其他的小组测试时间没有他那么密集,经常会来帮忙,这才让他把这个测试工作缩短到了两个月内。

  好在黄恒在验收他的测试数据和维修方案后,并没有否定他的成果,而且很肯定的说这台航模的核心机可以定型了。当然陈东风心中依然挂念着涡轮叶片的事,不过这个改进工作可以等到以后的改进型号中实验。

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