HB 7507-1997 涡喷涡扇发动机飞行试验台试验要求.pdf
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1、中华人民共和国航空工业标准HB 7507-97 涡喷涡扇发动机飞行试验台试验要求1997-09-23发布1997-10-01实施中国航空工业总公司批准中华人民共和国航空工业标准涡喷涡扇发动机飞行试验台1 主题内容与适用范围1. 1 主短内容试验要求HB 7507-97 本标准规定了涡琐、涡扇发动机在飞行试验台(亦称飞行实验室上进行飞行试验的要求和内容。1.2适用范围本标准适用于新研制(包括测绘仿刷)的和改进、改型的涡啧、涡扇发动机在飞行试验台上的调整试飞、专项试飞和预先研究试飞。2引用标准GJB 241 航空涡轮啧气和涡轮风扇发动机通用规范GJB 243 航空燃气涡轮动力装置飞行试验规范GJB
2、722 涡喷涡扇发动机试车台性能修正规范GJB 1017 航空燃气涡轮推进系统的地面和飞行试验规范田6212涡啧涡扇发动机飞行台试验性能修正规范HB 6638 新机试飞技术文件、报告编写要求3 术语3.1 飞行试验台系指用于航空发动机及其有关系统和辅助动力装置飞行试验的一种专用试验飞机,通常是用多发动机飞机改装而成。试验发动机不作为其主要动力.该飞机内装有大型测试系统。试验发动机可装在机身某一位置或替换飞机上原装的某一发动机。4 一量要求4. 1 飞行试验台4.1.1 设计、制造或补充改装飞行试验台(以下简称飞行台)的基本要求在研制装有新研制的或改进、改型的发动机的新型号飞机时.应将设计、创造
3、或对现有飞行台进行补充改装的要求列入tl。中国航空工业总公司1997-09-23发布1997-10-01实施HB 7507-97 飞行台应保证能在下列条件下进行试验za.水平稳定飞行中.发动机在所有允许的稳态和瞬变状态下工作sb.在飞机典型的非稳定飞行过程中,发动机在所有稳态和瞬变状态下工作;C.在水平稳定飞行和下降中,在风车状态和用起动机辅助对发动机进行起动;d.在允许的飞行状态下关闭试验发动机,并在风车状态下工作。根据所研制的发动机和飞机的具体要求.上面指出的飞行所要求的参数的(高度、速度、过毅、攻角、侧滑角、倾斜角和坡度等)极限值应在建造飞行台的文件中规定。飞行台能否满足设计性能指标及其
4、安全性必须经飞行试验验证.,合格后方可投入使用。4. 1. 2 飞行台数据采集和记录系统飞行台数据采集和记录系统应能记录预先处理下列几组参量:a.外部介质状况:b.飞行状态:C.发动机流路各主要钱面的气流状况;d.发动机燃汹控制器参数和燃泊消耗量3发动机各镰纵机构位置参数和信号;f发动机机载计算机和其它类型控制器记录的信号和参数:g.发动机和动力装置系统应急相告警信号发生装置以及机或工作状态监视系统等的输出借号;b.发动机舱内部介质状态51.发动机转子转速;J.动力装置振动参数;k滑汹系统及其它系统参数。4. 1. 3 飞行台为满足专项试验要求衙设置的系统和装置飞行台除设置保证试验发动机正常工
5、作的有关系统以及采取必要的安全情施外,还应设置以下辅助装置或系统,以满足专项试验要求za.试验高度、速度扩展系统sb液压加载系统3C.电器加载系统;d试验发动机引气模拟系统;e发动机进气压力畸变系统3f.发动机进气温度畸变系统;g.零、负过我飞行保证系统sh.发动机调节装置远距控制系统3i.发动饥结冰模拟系统;J其它有关装置和系统。4.2飞行台试验分类及项目4.2.1 飞行台试验分类2 HB 7507-97 通常,飞行台在发动机研制和使用过程中承担以下几种飞行试验ga.原型飞机首飞前的(发动机)调整试飞(亦称预先试飞)。该试验是对新发动机的使用性能和性能特性进行检查和调整,以保证原型飞机首飞安
6、全和原型飞机在最初阶段的调整试飞中发动机有足够的工作能力、可靠性和寿命;b.与原型机调整试飞平行进行的专项试飞。该试验是保证原型飞机综合调试的试飞安全和继续调整和改善试验发动机的使用性能和性能特性,并利用专门的辅助装置或系统考核其使用性能和匹配性能:C.配合原型飞机(包括发动机)国家设计定型试飞。该试验是检查和评定发动机以及有关系统或其某些部件的特性,对其进行调整,使其达到原型飞机技术指标要求,以减少发动机在原型飞机上设计定型试飞的内容,缩短试飞周期:d.发动机批生产阶段的研究性试飞。该试验是对批生产发动机在使用中暴露出的缺陷的原因以及排除这些缺陷的措施的有效性进行研究和检查,对增加批生产发动
7、机寿命的措施进行飞行检查:e.预先研究试飞。该试验是为研制新发动机和对已定型的发动机进行改进、改型作好技术储备,对有发展前途的某些新技术、新方法、新部件和新系统在批生产发动机上进行超前的飞行试验验证研究。4.2.2飞行台试验项目除有特殊要求外,飞行台通常进行试验的项目如下(参见GJB243、GJB1017) , a.发动机工作参数测定及发动机地面和空中工作稳定性评定3b.发动机风车特性测定:C.发动机地面和空中起动性能评定:d.发动机推力瞬变性能评定:e.发动机加力燃烧室工作质量评定:f.发动机自动控制系统工作质量评定zg.发动机滑油系统工作质量评定:h.发动机喘振裕度和抗畸变能力评定试验;i
8、.发动机吞烟(模拟导弹废气吸入)和防喘系统评定试验;J.发动机高度一速度特性测定;k.发动机共同工作线测定31.发动机环境温度和壁温测量;m.发动机振动特性测定:n.发动机防冰系统评定;。.不同燃油对发动机工作影响的评定。4.3 试验发动机4.3.1 提供飞行台试验的发动机在飞行台上进行试验的发动机应满足以下要求za.新研制的发动机和附件及系统应完成型号规范要求的飞行前规定试验;3 HB 7507-97 b. !lt交飞行台试验的新研制的发动机,其使用寿命应不少于25h,在初始寿命有限的情况下,可对试验发动机的级大推力、转速、排气温度及其它参数提出暂时性的限制sC.完成测试所需的改装及配备试验
9、发动机必常的飞机附件。4.3.2 试验发动机进行飞行台试验应提供的资料和工具随试验发动机应提供如下文件、资料和工具:a.发动机技术说明书、附件专用技术条件及有关设计资料.如设计技术要求、原理图和安装图;b.相关的台架和实验室试验报告和故障分析报告;C.发动机使用维护说明书;d.与试飞有关的数学模型和计算软件;e.与试飞有关的随机设备、工具、量具、备件等。对用于初始调整的发动机,其技术说明书和使用维护说明书可给出暂行本.随着飞行试验的进展和使用经验的积累.再逐步加以补充和修订。4.3.3 试验发动机的退回和重新试验在试飞中如遇到下述情况之一,应将试验发动机退回,并重新试验2a.发动机及其系统出现
10、外场无法排除的故障3b.发动机需作重大结构更改。5详细要求5.1 飞行台的改慈试验方应按试验发动机的试验要求完成对飞机的改装,应增设保证发动机正常工作的有关系统(如进、排气系统、油门操纵系统、燃油系统、起动系统、电气系统、灭火系统、通风冷却系统、排汹系统、液压系统和发动机安装等)、测试系统和监视系统,以及4.1.3条所涉及的辅助装置或系统。改装工作完成后应进行整机调试和验收试飞。5.2试飞前的技术准备5.2.1 试飞大纲依据上级下达的任务书或合同要求以及HB6638的规定编写试飞大纲。试飞大纲应由试验方主管部门组织评帘,主管领导批准。如试验作为设计定型试飞(或合格审定试飞)的组成部分.则应纳入
11、上报型号定型(合格审定)试飞大纲,级上级主管部门批准。5.2.2其它文件依据批准的试飞大纲编写其它试飞文件,如测试任务书、被试对象改装技术条件、被试发动机测试补充加工技术要求、计算任务书、地而试验任务书、试飞任务单等。5.2.3 .t:音卫11完成试验工理师、机务人员操纵试验发动机的技术培训。5.2.4 测试准备完成机我参数记录系统和监视系统的各项准备。5.2.5 机务和场务准备4 HB 7507-97 完成机务和场务各项准备。5.2.6地面试验完成模拟试验和台架试验。5.3试验项目5.3.1 发动机工作参数测定及发动机地面和空中工作稳定性评定5.3. 1. 1 试验目的检查在发动机设计技术文
12、件规定的范围内能否正常使用试验发动机的各种工作状态(如最大、最小加力、中|町、最大连续及慢车等).检查发动机主要工作参数与技术文件要求的符合性。5.3.1.2试验条件a.发动机初始调整状态应满足发动机设计技术文件要求:b.地面工作参数测定和工作稳定性评定应在试验开始和结束时各进行一次gc.试验用泊应符合发动机技术文件规定:d.状态稳定要求z除有特殊规定外,在地面一般应稳定2min,飞行中应稳定lmin;e.在飞行台上增设试验发动机引气模拟系统及液压加载和电器加载系统。5.3. 1.3 测试参数飞行高度、速度、飞机姿态角和大气温度Eb.油门杆角度、可调叶片转角、喷管参数和放气机掬工作参数:c.发
13、动机转子转速;d.主燃烧室和加力燃烧室燃油消耗量3e.风扇和高压压气机进、出口总湿、总压和静压;涡轮后燃气温度;g.涡轮后总、静压:h.主燃烧室和加力燃烧室工作燃油压力;1.滑油压力和湿度;j.其它有关参数。5.3.1.4试验内容和方法5.3.1.4.1 地面试验8.自由j取试验发动机在各种工作状态的主要工作参数:b.测取发动机最大工作转速、慢车转速、防喘装置工作转速、涡轮后燃气温度限制装置谎定温度等特征参数zC.检查最大引气量和最大功率分出量下发动机的工作稳定性。5.3.1.4.2 飞行试骏飞机以最大爬升率爬高时发动机工作参数的测定及工作稳定性的评定试验发动机分别以中间和最大状态工作,飞机以
14、最大爬升率爬高直到最大高度,在爬高过程中检查发动机转速、涡轮后燃气温度、压气机出口压力及其它参数的变化。b.平飞时发动机工作参数的测定及工作稳定性评定5 HB 7507-97 在最大飞行高度及其以下的4-5个高度上,测取各个高度上最小和最大两种速度下试验发动机主要工作状态的工作参数,并评定其工作稳定性。测取参数时飞行速度的不确定度应为:t10km!h,高度的不确定度为:t100mo c.飞机下滑时慢车状态工作参数的测定及工作稳定性评定一在最大飞行高度使试验发动机进入慢车状态,飞机分别以最小机动表速和允许的最大下滑表速下滑和俯冲,直到最低安全高度;一下滑时飞行速度的不确定度为士20km!hod.
15、接通最大引气量和最大功率分出量时发动机工作参数的测定及工作稳定性评定飞机分别于各高度水平飞行、最大爬升率爬高和下滑时接遁最大引气量和最大功率分出量情况下测定发动机转速、涡轮后燃气温度等,评定发动机工作稳定性。5.3.1.5 结果整理以表格或曲线形式对地面和飞行试验中测得的发动机工作参数和工作稳定性试验结果进行整理,试验数据应能反映发动机、控制器、燃油和滑油系统的工作质量,弓I气和功率分出对发动机工作参数的影响,以及发动机装机后和随着使用期限的增t主发动机性能参数的变化。5.3.2 发动机风车特性测定5.3.2.1 试验目的测定试磁发动机空中起动包线范围内的风车特性、风车状态的滑油压力、滑油温度
16、和滑油消耗量及检查滑油箱通气管中有无滑油漏出。5.3.2.2试验条件本试验应专门进行测试改装,采用小量程的压力传感器。5.3.2.3 测试参数a大气温度和压力:b.飞行高度和速度;c.发动机转子转速;d.发动机各流程截面的总压、静压和总温;e.滑油压力和温度;f滑油消耗量。5.3.2.4 试验内容和方法在试验发动机空中起动包线范围内取4-5种高度,在每个高度上的最大和最小平飞速度之间选取4-5种速度进行稳定平飞,每个速度点的稳定平飞时间不小于2nn。5.3.2.5 结果整理绘制风车转速、风车阻力、空气流量、压气机压力比、温度比、压气机出口M数随飞行M数的变化曲线,并评定风车状态下的滑油系统参数
17、和滑油箱通气管有无滑汹涌出。5.3.3 发动机地面和空中起动性能评定5.3.3.1 试验目的a.评定不同气温、不同机场标高及使用不同起动动力源对发动机地面起动性能包括连续起动)和起动系统工作的影响;6 HB 7507-97 b.评定发动机空中起动性能;C.评定发动机和起动系统的匹配性。5.3.3.2试验条件a.采用空气起动系统时,空气起动装置供气管道的布置应尽量模拟该发动机在原型机土的布局(包括管道走向和快度等); b应进行不同机场标高、风向、风速、气温和不同起动动力源的地面起动试验;C.应使用规定的不同品种的燃油和滑油进行试验。5.3.3.3测试参数a.空气起动机的空气压力、温度和流景:b.
18、大气温度、大气压力、地面风速和风向zC.飞行高度和速度;d发动机转子转速ze.发动机流路各截丽的总压、静压和总温;f.发动机燃油消耗量;g.起动燃油压力和工作燃油压力;h.油门杆角度、喷管参数:1.起动系统工作信号(如起动按钮信号、点火信号、起动机脱开信号等); j其它起动参数(如起动电流、电压、补氧压力等); k.起动机转速、排气温度和滑油压力等。5.3.3.4 试验内容和方法5.3.3.4.1 地面试验a.在高温和低温条件下进行地面起动试验;b.进行不同风向、风速和不同机场标高条件下的起动试验zC.按规定进行连续起动试验。5.3.3.4.2 飞行试验空中起动试验应在起动包线范围内及大于起动
19、边界的4-5(或更多)种高度上进行,每一种高度上选飞机最大到最小平飞速度之间(包括最大和最小)的4-5种速度进行稳定平飞。每一试验点应进行3次以上起动试验。发动机起动应包括:a.起动机辅助起动;b.风车状态起动,C.自动再点火系统工作时的空中起动;d.停车后立即点火起动(停车10s内的迎面起动)和停车后2-5min的延迟点火起动ze.夏季和冬季不同气温条件下的空中起动。5.3.3.5 结果整理以曲线形式给出不同起动条件下(如不同气温、不同机场标高、不同起动动力源等)起动参数随时间的变化以及空中起动包线。5.3.4 发动机推力瞬变性能评定7 HB 7507-97 5.3.4.1 试验目的评定发动
20、机在地面子不同标高机场、不同大气温度及不同飞行高度和速度条件下以规定的收、推泊门时间进行不同状态区间的正常加减速、加力加减速、遭遇加速时发动机的加速性和减速时间与技术要求的符合性,并检查发动机在推力瞬变过程中的工作稳定性。5.3.4.2 试验条件地固和空中加速性试验中发动机可能会出现超温、超转或喘振,如迦此种情况,应立即收油门停车,试验前应设法加装限温装置或退喘装置,以保护发动机。5.3.4.3 测试参数8.飞行高度、速度、大气压力和温度zb.发动机流路各截面的总压、静压和总温zc.油门杆角度、喷管参数:d.主燃油压力、加力燃油压力;e.主燃油和加力燃油消耗量;f.发动机控制器参数:g.发动机
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