Натурные испытания лопаточных машин

Модельные испытания не воспроизводят всех условий работы лопаточной машины, особенно влияющих на напряжения в материале лопатки, вызываемые аэродинамическими силами и вибрационными нагрузками. Хроме того, встречаются трудности при пере­счете характеристик, полученных на моделях, испытанных не в области автомодельности по числу Re, что также требует проверки на натурных объектах характеристик, определенных на этих режимах.

1. Шахты для забора воздуха через атмосферу

2. Выхлопная шахта

3. Термобаракамера

4. Холодильник

5. Испытуемый компрессор

6. Воздухозаборник

7. Мультипликатор

8. Гидромуфта

9. Электродвигатель

Рис. 9 — Универсальный стенд для испытания натурного компрессора

1. Электродвигатель

2. Компрессор наддува

3. Шахта забора воздуха

4. Испытуемая турбина

5. Холодильник

6. Выхлопная шахта

7. Эксгаустеры

8. Гидротормоз

9. Электродвигатель

Рис. 10 — Схема стенда для испытания натурной турбины

Испытания натурных турбин проводятся значительно реже, чем испытания ком­прессоров. Это объясняется тем, что на прочность лопа­ток турбины и условия их охлаждения в сильной сте­пени влияет температурное поле, создаваемое камерами сгорания. В свою очередь, температурное поле камеры сгорания может зависеть от конструкции компрессора и элементов, соединяющих компрессор с камерами сгорания (диффузора). Поэтому сведения о прочности и охлаждении турбины предпочитают получить или при испытаниях всего двигателя, или на стендах, позволяющих испытывать весь горячий тракт двигателя, состоящий из камер сгорания, газосборника и турбины.

СТЕНДЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ И НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ КАМЕР СГОРАНИЯ

В практике испытания ВРД в подавляющем большинстве случаев исследуются натурные камеры сгорания ВРД или их отсеки. Испытания уменьшенных моделей камер, как это делается для других основных узлов ВРД, почти не практикуется. Главная причина этого состоит в том, что рабочие процессы камер сгорания ВРД чрезвычайно сложны и в ряде моментов пока не могут быть смоделированы.

Для основной камеры сгорания наиболее достоверные результаты могут быть получены при испытании на двигателе. Однако даже на двигателе, если он испытывается не на высотном стенде, невозможно получить характеристики камер во всем диапазоне изменения параметров, встречающемся при эксплуатации. Проведение на двигателе первоначальных доводочных работ по камере связано с риском вывода из строя турбины. По этим причи­нам доводочные и исследовательские испытания камер сгорания проводятся на специальных стендах.

1. Вентиль

2. Кран перепуска воздуха

3. Мерный блок

4. подогреватель

5. ресивер

6. пизометр

7. пизометр

8. испытуемая камера

9. дроссельная заслонка

10. глазок

11. воспламенитель

12. термостат

13. манометры давления топлива

14. манометры давления топлива

15. краны тонкой и грубой регулировки давления топлива в главном канале

16. краны тонкой и грубой регулировки давления топлива в главном канале

17. кран регулировки давления топлива в вспомогательном канале

18. демпфер колебания давления

19. кран перепуска топлива

20. предохранительный клапан

21. основной насос

Рис. 11 — принципиальная схема установки для испытания отсека камеры сгорания ГТД при давлении на входе больше атмосферного.

Регулирование расхода воздуха в камере и давления производится с помощью входного крана 1, крана перепуска 2 и охлаждаемой дроссельной за­слонки 10. Иногда на выходе из камеры устанавливается решетка соплового аппарата турбины. Расход топлива, поступающего в ка­меру, измеряется объемным или весовым способами. Для быстрого вывода камеры на необходимый режим в топливной магистрали устанавливают ротаметр или тахометрический датчик. Для визуального наблюдения за возникновением или угасанием пламени в жаровой трубе кожух оборудуют смотровым глазком и с зеркалом.