試驗目的
大氣中的水份是以水汽、雲、霧、雨、雪和冰雹等形式存在。在一般情況下,水汽、雲、霧、雪等對飛機不會造成危害,但大雨尤其是雷雨和冰雹都曾引發過飛行事故。
飛機在雨天飛行時,發動機要吞入大氣中的液態水(雨水)和以水汽形式存在大氣中的水。另外,如機場積有雨水,當飛機在地面滑行時發動機離地面較近,地面積水有可能被吸入發動機。如發動機吞入大量雨水,可能使發動機機匣局部受冷收縮,引起機匣和葉片之間的間隙減小,產生摩擦損壞發動機,也有可能使發動機性能惡化,甚至引起壓氣機喘振、燃燒室熄火。尤其是當發動機在慢車狀態下工作時,空氣流量較小,雨水占空氣流量的百分比較大,更易引起發動機熄火,這種事故在國內、國外都曾發生過。 為了在試飛之前消除這些隱患,必須先在地面做模擬試驗。
試驗要求
民用發動機吞水試驗要求
吞水量一般按重量計算,至少為發動機空氣流量的4%,水滴直徑不超過2mm 。據悉PW4000發動機在地面試車台上做了吞水試驗,其吞水量占發動機空氣流量的4.3%~4.6%。
通常民機吞水試驗的程式是:發動機先在慢車噴水狀態下運轉3min,然後在最大起飛功率(推力)不噴水狀態下運轉2min以加熱發動機,最後在最大起飛功率噴水狀態下運轉3min。
通常在露天試車台或飛機停機坪上完成吞水試驗。
軍用發動機吞水試驗要求
當發動機以最大推力狀態工作時,無論是軍用渦軸渦槳發動機還是渦噴、渦扇發動機都要求吞水量(液態和氣態)是發動機空氣總質量流量的2%,3%和5%。在這三種試驗條件下都要有50%的液態水進入1/3的發動機進口扇形面積內。發動機應在上述每一條件下工作5min,並要求在慢車狀態重複上述程式,因在此狀態下發動機容易熄火。軍用渦噴、渦扇發動機要求在飛行高度為13km以下的整個工作範圍內做吞水試驗,渦槳、渦軸發動機要求在整個飛行包線範圍內做。
試驗時應檢查的內容
無論是民用或軍用發動機在試驗時應注意和記錄吞水對發動機性能的影響。試驗結束時將發動機停車,冷卻到環境溫度,然後再進行試驗後的性能檢驗,檢驗後將發動機完全分解檢查零、部件,尤其是過濾器和磁性屑末檢測器的狀況,並分析滑油中水分和金屬微粒的含量。如果使用部門認為發動機保持了足夠的間隙,在試驗中未發生損傷或有害的擦傷,性能未惡化,燃氣流路中的零件未受到損傷則認為試驗滿意地完成。