Высотно-скоростных условий

При повышенной температуре воздуха на входе двигатели могут испытываться на установках, схемы которых приведены на рис. 4.7. В данном случае воздух подогревается путем подмешивания горячих выхлопных газов в воздушный поток на

Рис. 4.7. Схемы установок для испытания, двигателя с подогревом воздуха на входе:

а - подогрев воздуха вследствие подмешивания выхлопных газов испытуемого двигателя; б - подогрев воздуха путем подмешивания выхлопных газов вспомогательного ТРД; в - подогрев воздуха вследствие сгорания топлива в специальной камере сгорания;
1 – насос; 2 - вспомогательный двигатель; 3 - система подсоса воздуха из атмосферы; 4 - эжектор; 5 - перепуск газов в атмосферу;
6 - система подачи горячего воздуха на обогрев внешней поверхности двигателя; 7 -сопло Витошинского; 8 - капот; 9 - испытуемый двигатель; 10 - система подсоса воздуха в камеру разрежения;
11 - камера разрежения; 12 - специальная камера сгорания;
13 - насадок разрежения

входе в двигатель. Генератором выхлопных. газов может быть сам испытуемый двигатель (см. рис. 4.7,а), специальный двигатель либо.камера сгорания (см. рис. 4.7,6, в). Однако надо учесть, что подмешивание выхлопных газов к воздуху на входе в двигатель приводит к изменению физических параметров воздуха, уменьшает содержание в нем кислорода и может влиять на характеристики горения и устойчивости в камерах сгорания испытуемого двигателя. Поэтому предпочтительнее теплообменники, использующие тепло выхлопных газов вспомогательного двигателя или другого источника (рис. 4.8).

Для имитации условий полета на больших скоростях применяются стенды с наддувом воздуха на входе в' двигатель. Они проще по устройству и позволяют производить как кратковременные, так и длительные прочностные испытания двигателей. На этих же стендах проводятся специальные испытания двигателей для выявления нарушений масляной системы, локализации разрушения элементов двигателя, обрыва лопаток и т.п., а также циклические испытания двигателей, предназначенные

Рис. 4.8. Схема установки для испытания двигателя с наддувом и подогревом воздуха на входе:

1 - система подсоса воздуха из атмосферы; 2 - измерение расхода воздуха, засасываемого из атмосферы; 3 - эжектор; 4 - теплообменник; 5 - телескопическое соединение двигателя с воздуховодом: 6 - испытуемый двигатель; 7 - измерение расхода воздуха, отбираемого от вспомогательного двигателя; 8 - вспомогательный двигатель; 9 - регулируемый перепуск горячих газов в атмосферу; 10 – паровой подогреватель топлива

для скоростных самолетов. На этих стендах предусматривается подогрев топлива и масла, используются большие тензометрические станции, обеспечивающие регистрацию напряжений в ряде точке двигателя.

Надо отметить, что характеристики двигателя на этих стендах измеряются с большей погрешностью по следующим причинам:

а) поле температур на входе неравномерно, а измерения производятся в ограниченном числе точек, и поэтому значение Т_вх измеряется не точно;

б) входной импульс трудно оценивать, так как он связан с характеристикой источника подачи воздуха и режимом работы испытуемого двигателя;

в) внешние силы, действующие на двигатель, в этих условиях очень трудно оценить. Поэтому при испытании двигателей на стендах с наддувом, как правило, не измеряют тягу, а ограничиваются ее расчетным значением.

Повышенное давление воздуха на входе в двигатель может быть получено путем подачи на вход воздуха, отбираемого от компрессора вспомогательного двигателя (см. рис. 4.8). Для увеличения массы наддуваемого воздуха в систему может быть включен эжектор 3. однако при этом существенно уменьшается значение р_вх. Расход воздуха, давление и температура на входе в двигатель регулируются путем перепуска воздуха и изменения режима работы вспомогательного двигателя.

При испытании двигателя на стендах рассматриваемого типа на многих режимах, в частности, при повышенной температуре воздуха на входе, перепад давлений в сопле меньше критического в отличие от работы в полетных условиях, когда режим истечения сверхкритический. Из теории ВРД известно, что в этом случае будут отличаться режимы работы многих элементов двигателя. Для того чтобы на открытых стендах вывести двигатель на режим сверхкритического истечения, надо понизить давление на выхлопе из двигателя. Понизить давление можно путем присоединения к соплу камеры разрежения 11, связанной со специальным расширяющимся насадком 13 (см. рис. 4.7, б, в). Для обеспечения устойчивости работы системы и регулирования перепада давлений в камере разрежения предусмотрен перепуск воздуха 10. Надо отметить, что камера разрежения может применяться для испытания только двигателей с нерегулируемым соплом и без форсажных камер.