燃气涡轮动力装置研制安装与飞行试验规范发展

燃气涡轮动力装置研制安装与飞行试验 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 发展 燃气涡轮动力装置研制安装与飞行试验规 范发展 0j J— 第9卷第2期飞行.—i车|验1993年6月 燃气涡轮动力装置研制安装 与飞行试验规范发展 乐俊宝 (中国飞行试验研究院) U盆 摘要本文在系绕地研究美国军标 MIL-E-5097D(8593A),MIL4—83294及Ml1J—T-25920C 的基础上,结合作者参与编制的GJB243—87航空燃气涡轮动力装置的地面与飞行试验规范后编写 的一部综合性的情报综述技术报告,文中结台美国航空涡轮发动机军用规范的发展现况,同时介绍 发动机结构完整性大纲(ENSIP)MIL-STD-1783(usAF)与航空祸喷祸扇发动机军用规范MIL- E-8723(USAF)的主要特点.本报告研究了发动机 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ,研制,生产,安 装,试验与试飞的各十 环节及相互关系,报告对从事动力装置飞行试验的工程技术人员了解美国军标有关航空燃气褥轮 动力装置研制,发展与飞行试验的演变过程有重要参考怍用,也可供制订试飞大纲时参考. 关键词飞机动力装置飞行试验规范 1引言 航空燃气涡轮发动机是继40年代往复式发动机发展而来,髓着航空科学技术的发展,涡 轮风扇发动机,涡轮螺桨以及桨扇发动机都相继出现,并已广泛地用于军用型飞机和民航飞 机上,髓着飞行高度,速度的不断增长,对航空燃气涡轮发动机的性能,结构完整性和工作 可靠性等方面的要求越来越严,对飞机动爿装置及其系统提出了明确的安装要求,并规定了 一 系列的地面和飞行试验要求,本文重点介绍美国军用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 对航空燃气涡轮型发动机的设计, 研制和试验要求,航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范MIL—E-5007,飞机推进系统安装 要求通用规范MIL-I83294和航空燃气涡轮推进系统装置的地面和飞行试验规范MIL-T- 25920C,这是三部有关航空燃气涡轮动力装置及其系统的研制与飞行试验的美国军用标准, 它们规定了动力装置及其系统的设计和各类试验的程序,标准及详细的界面要求,它既是使 用部门武器系统的采购原则,又是发动机研制的管理工具.最新颁布的发动机结构完整性大 纲MIL—STD一1783(USAF)与航空涡喷涡扇发动机军用规范MIL—E一87231(USAF)以其自 身的特点已引起国内发动机设计,研制,制造等方面专家的重视与研究]【,尽管这两部规范 是由空军制定的,不能取代原MIL—E一5007D,但其对发动机的研制,试验将会起到重大的演 变.美国的发动机研制与采购方式与我国不同,但一些技术工作的发展途径,管理模式同样 为从事发动机的工程技术人员提供一个很好的学习借鉴. 2航空燃气涡轮发动机的研制依据 航空燃气涡轮发动机到40年代已发展为飞机推进系统的季要组成部分,如何保证发动机 的研制质量以及确保发动机与飞机的相容性,美国的军事部门分别为研制和提供飞机,发动 ?1 .’???. 第9卷第2期乐俊宝.燃气涡轮动力装置研制安装与飞行试驻规范发展 机的厂商承担技术和管理两方面的责任,这就意味着美国三军中的一方与某发动机厂商签订 研制和生产某种发动机的合同,然后又由军方把发动机交给飞机制造商,这里就引出按什么 标准提供发动机.也就是发动机及其所有各项附件的性能特性,工作可靠性,发动机使用极 限性能等以什么样的标准去设计,研制和试验,验收,美国军用规范涡轮喷气和涡轮风扇发 动机通用规范MIL—E一5007D和涡轮螺桨涡轮轴发动机通用规范MIL—E一8593A提供了依据. 发动机研制设计和试验要求,早在50年代已由用于每种发动机的五部单项系列规范体现.这 五部规范是MIL-E-5007规定了发动机的一般要求,工作极限和性能要求.MIL—E一5008规定 了型号规范的编写格式,MIL-E-5009规定了鉴定发动机的一些要求,MIL,E一5010规定了发 动机承制厂的验收试车要求,MIL—E一5156规定了飞行前鉴定(PFRT)试验的项目与要求.经 1959年,1965年两次更替仍为五部单项系列规范,1973年美军方把上 述五个单项规范合成一 个技术文件MIL-E一5007D,它取代了前述的MIL—E一5007C,MIL—E一5008C,MIL—E一5009C. 并包括飞行前鉴定试验和验收试验(AT)的全部技术内容,此外,根据当时美国的军用发动 机出现大量的结构故障.该规范已将发动机结构完整性”要求列入其中.航空涡轮喷气和 涡轮风扇发动机通用规范MIL—E一5007D是发动机研制,试验和发展的一部指导性文献,同时 又规定了发动机承包商准备发动机型号规范时所用的内容和格式,MIL—E5007D至今仍在贯 彻. 美国航空燃气涡轮发动机军用规范除具有一般科技文献的共性外,还有其自身的明显的 特点,表现在: 2,1它的一个突出的特点是对于标准化对象描述的详尽性和准确性,就规范体系而言,它是 一 套完整,系统,配套而又彼此相关的技术资料. 22从某种意义上说,航空燃气涡轮发动机的军用规范就是技术上的法律.在正常情况下是 一 台新发动机必须满足的强制性要求,如描述具体型号发动机的型号规范,可以用来作为鉴 定合同有关发动机的工作特点,性能,极限值,界面特性,可靠性,维修性,试验和验收标 准等方面的要求.所以发动机的型号规范在国外还被用作与飞机制造商签订研制和生产飞机 合同的依据,飞机性能能够保证满足要求的根据是假定所提供的发动机都满足了型号规范中 所规定的各种性能特点众所周知,一台全新发动机的研制周期远大于一架新机的研制周期, 有时两者差达数倍,郧发动机的研制在前,飞机的研制在后.换句话说,飞机的战术技术指 标要立足于发动机,同时政府部门,空军主要是通过各种标准和规范进行质量控制. 2.3随着科学技术的发展.为了解决生产和使用过程中出现的薪问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,技术标准和规范在制 订和发布之后,尚需根据实际贯彻情况不断加以修改,完善和更替. 2.4技术标准的规范正在走向国际化的道路,如上述美国军标以及与其有关的其他美国标准 和规范已经相当程度的国际化,西方及日本等工业发达国家采取直接引入的方针,即拿来就 用,我国这些年来也贯彻技术起点要高,全盘移植的政策,如在过去几 年里,我们在研究,消 化MIL—E一5007D,MIL—E一8593A和MILT一25920C的基础上编制和颁布了我国自己的《航空 涡喷涡扇发动机通用规范》《航空涡桨涡轴发动机通用规范》和《航, 空燃气涡轮推进系统装 置的地面和飞行试验规范》. 2.5标准和规范中的文字必须保证不论合同各方所在单位如何都能以相同的方式理解规范 的条文,所以标准和规范既是研制与生产的技术文件与工具,也是执行整个 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 的管理工具. 美国军标航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范虽已经过四次大的更替,加之1985年 飞行试验 9月30日美国空军颁布的航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机军用规范MIL—E一87231(USAF), 但从本质上讲只是格式或管理形式上的修改,当然每次更替都包括若干技术内容上改进,例 如: a.增加了所有整台发动机的部件的质量要求和演示或验证的严格性,如早期的MIL—E一 5007A其质量要求共31项;MIL—E一5007C质量要求共42 项;MIL—E一5007B质量要求共34 项;MILE一5007D质量要求保留了前3个规范试验内容外,其格式作了变更,验证的严格性 明显的提高; b.逐次更改都增加一些新的工作性能,并要求增加一些试验以验证这些工作能力.其要 求试验条件的苛刻程度也逐次提高; c.更加重视和强调那些可以在发动机研制的早期发现故障形式的试验手段.如高低循环 疲劳试验大纲加上使用经验提出的特殊试验,结构完整性,包容性试验,在质量合格鉴定试 验中,发动机持久试车由原来一台发动机150h试车增改为A,B两台发动机分别通过两个 150h试车; d.扩大了安装方面的内容,这样更便于用其作为与飞机匹配的基础文件. 1985年9月30日.经美国空军批准颁布的航空涡喷涡扇发动机军用规范MIL—E一87231 相比MIL—E一5007D,除提出发动机的性能,功能,操作,耐久性,可靠性以及界面的详细说 明和安装界面的要求外,单独列出各子系统的可维修性,物理特性,突出适用性,可靠性和 结构完整性.为验证被试发动机是否符合上述要求,MIL—E一87231规定所需要的检查,分析, 演示和试验,该部分分别以附录A航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机手册,附录B附件试验,附 录C制定发动机研制过程四个重要阶段的要求指南以及附录D制定验收试车程序指南组成. 本规范在实施过程中提供了明确的背景材料,即具体每项都提供说明,指导和经验教训,以 保证规范的实施.此外,本规范的颁布与实施,从根本上扭转了在发动机研制中重性能,轻 结构和耐久性的现象,并以附录C”制定发动机研制过程四个重要阶段的要求指南”体现?即 初始飞行审批(IFR),全面飞行审批(FFR),初始使用审批(ISR),工作能力审批(OCR). 这样比之MIL—E一5007D中规定的试飞前性能试车和定型试车两个阶段的研制程序前进了一 步,原因有:一是新的寿命管理体系要求在机群领先使用中测得实际用法的数据,用它蜂改 设计用法和加速任务试验谱,然后再一次进行加速任务试验以验证发动机寿命并修订结构维 修计划.使寿命和维修计划更加符合外场实际使用.这里,使用模拟实际用法从而与真实 寿命直接联系的加速任务试验取代了与实际用法无关,因而和实际寿命也没有联系的传统的 150h持久试车”].但在全新的发动机研制中.有时很难获得实际用法的数据,故MIL—E一 5007D规定的A,B两台发动机分别通过两个150h持久试车还是可采甩的传统方法.二是通 过试飞全面验证发动机的作战适用性及环境数据..这样,两种研制涡喷涡扇发动机通用规范 并存供我们深入研究,台有助于我们自己掌握发动机的研制规律,加速我国发动机研制的进 度. 3航空燃气涡轮动力装置系统的要求 发动机在提交原型机飞行试验以前,除了圆满地完发动机型号规范的各项要求外,应 进行动力装置系统的试验,以确定带有发动机舱的动力装置系统的性能和使用特性,美军标 ? ? 第9卷第2期乐俊宝.燃气榍轮动力装置研制安装与飞行试验规范发展 飞机推进系统安装要求通用规范MIL—I一83294提供了与动力装 置辅助系统有关的特性范围的 技术要求. 按航空燃气涡轮发动机型号规范研制,设计和试验合格的发动机,装机以后的性能评定 和试验应按MIL—I一83294飞机推进系统安装要求通用军用规范进行,包括13项:发动机起动 装置,推进系统控制装置,防火装置,排放装置,冷却与通风装置,发动机排气系统,空气 进气道,管路与线路安装,发动机装配,可达性,易损性,天然的和外界的感应环境极限值, 安全性 装机以后的推进装置系统的试验分为三类: 3.1部件试验MIL—I一83294规定,除了应用军用规范或获准的合同商编写的规范规定的试 验外,推进装置中的所有应用部件,都必须经受防火试验与环境试验,防火试验包括防火与 耐火,分别按SAE出版物ARP1055所规定的防火与耐火试验进行,环境试验以验证这些部 件在推进装置系统中所处位置与使用环境的适应性,包括:高空试验,低温试验,高温试验, 温度冲击试验,盐雾试验,湿度试验,淋雨试验,尘埃试验,抗霉菌试验,振动试验,炮击 振动试验,冲击试验,爆炸性大气试验和加速度试验. 如果规定要进行环境试验的那些部件,若在试验范围和试验严格程序上与MIL—I一83294 中规定相同,则可不进行试验. 3.2耐久性试验与通用规范中不同的是此耐久性试验是在发动机舱进行,以验证装机以后 的整个系统装置的结构完整性,相容性和性能特性,应完成由于系统长时间工作,机械,声 响和热疲劳而产生的不相容性和性能下降的检查性试验.试验中应研究:反推力装置的故障 自动防护特性因反推力装置工作而造成发动机吞咽排出的燃气;发动机排出的燃气对机身 表面的冲击;排气流畸变对发动机涡轮叶片或风扇叶片振动应力的影响;发动机引气导管损 坏对发动机舱或短舱和吊架整流罩的影响等.试验应模拟飞机典型的飞行任务的环境过程,典 型的附件载荷和反推力装置工作等.每次试验循环完成之后,在循环中的停车期间,必须打 开发动机舱或短舱及吊架进行检查,检查应是模拟飞机每次飞行后通常应完成的定期检修工 作,150h耐久试车完成以后,发动机和所有机身安装的部件都应进行分解检查 3.3地面和飞行试验以验证推进系统的分系统和有关的各专业范围应经受航空燃气涡轮 推进系统装置的地面和飞行试验规范MIL—T一25920(2的各项试验,以证实其是否满足安装要 求. 4航空燃气涡轮发动机地面和飞行试验 按美国军用标准发动机及其部件经过地面质量合格鉴定,A,B两台发动机150h持久试 车及装机以后部件试验和动力装置系统150h持久试车等圆满完成后,飞机推进系统装置应 按美国军标航空燃气涡轮推进装置系统的地面和飞行试验规范MIL—T一25920进行各项试验, MIL—I一25920至今也已经多次更替,1958年的MIL—T一25920A,1966年的MIL—T一25920B 及1973年的MIL—T一25920C,在这三次更替中除格式上的变动外,试验项目每次更替也都有 增加. 从MIL—T一25920三次演变可以看出三个特点:一强调推进装置各系统试验,把那些与飞 机有关的子系统都必须按军标进行地面和飞行试验考核,二强调使用维护性能,包括航空地 飞行试验199B年6月 面设施,发动机及其都件拆卸安装的可达性和可维护性等,三是增加一些新的项目,如与发 动机安装有关的飞机机体结构试验,振动应力测量,红外线特征测量以及噪音测量等. 美国军标MIL—T一25920C规定了飞行试验的先决条件是在飞行前完成分析,模型试验, 模拟器试验,风洞试验,仪器的安装和校准,检验,地面试车,编制飞行计划和规程,给出 试验计划流程图及试验完成的标准.其中地面和飞行试验计划在飞行试验开始前应经采购部 门审定,在采购部门批准前,应将飞行试验计划送往具有飞行试验裁决权的机构复审,未经 试验当局和采购部门批准不得改动飞行试验计划,该军标又明确规定只有当试验的数据和分 析表明该装置符合了所有的要求,在整个飞机的工作包线中没有超出该设备的工作极限,工 作特性既稳定又灵敏各系统间充分协调.性能数据令人满意且没有显示出反常的变化率,并 且各结构件的试验数据及其检验设有发现故障,故障征候或过渡磨损,这时推进系统装置试 验才算最后完成. 5结束语 美国军标MIL—E一5007D,MILI一83294,MIL—T一25920C以及美国空军颁布的MIL—E一 87231(USAF)等规范组成一套完整的动力装置及其系统的性能,没计和试验的军用通用要 求,它们严格规定涡喷和涡扇发动机的性能,工作特性,设计特点及界面的详细结构说明 和安装外廊.它包括飞行前评定试验,台格鉴定试验和验收试车对发动机性能或工作特性的 各个点进行验证的要求及试验和程序.它还包括推进装置系统(发动机装置)的飞机机身部 分(发动机舱)的性能设计和试验,提出了装机以后的150h耐久试车,检验整个系统装置 的结构完整性,相容性和性能特性,规范还包括推进装置的地面和飞行试验,特别是推进装 置的子系统试验及使用性能评定.所以上述规范组成了军用燃气涡轮动力装置及其系统的设 计和飞行试验的主规范.也是我们研究国外发动机技术水平和发展趋势的主要文件 参考文献 昊大观..美国军用标准MR,一STD一1783发动机结构完整性大纲译序.航空发动机规范办公室,1988 蒋福庆.美国空军《航空耦喷祸扁发动机军用规范》t国际航空,1988,(6) 蒋福庆.美国航空涡轮发动机军用规范的发展.国际航空-1988-(s) 乐俊宝+航空燃气祸轮动力装置厦其系坑的研舸与飞行试验+航空工业部630所?1984 WJ5E发动机顺利完成适航审定试飞 由我国测绘仿制改进改型的WJSE发动机,按适航标准要求顺利完成发动机工作特性,性 能特性和环境适应性三大试验任务,并於7月8日胜利完成4次地面侧风试验而告终,WJ5E 发动机侧风试验是借助于另一飞机发动机风力实施的,分别以不同风速及1O,2O.,45,9O. 的夹角吹向WJ5E发动机,以完成进气畸变对WJSE工作稳定性的影响. (乐俊宝)