第107章 渦輪前溫度
更新時間:2024-01-18 作者:十月廿二
學霸的軍工科研系統 第107章 渦輪前溫度
與此同時，姚夢娜正坐在控制室角落里的一張椅子上，幾乎處于所有人的注意之外。 從表面上看，她似乎正在盯著常浩南的側臉發呆。 好吧，實際上也確實如此。 不過發呆的原因倒不是被后者的外表吸引而犯花癡。 而是她在親眼目睹剛剛的高空臺測試過程之后，腦中一瞬即逝地閃過了一個靈感。 但卻沒來得及抓住。 只是隱約覺得剛剛的靈感跟自己這位師弟有關。 姚夢娜相信視覺刺激可以激發潛意識，從而讓自己想起來一些有用的東西。 嗯，全都是為了科研。 總之，當幾分鐘之后她真的重新捕捉到剛剛的靈感時，甚至還感覺有幾分悵然。 可惡，已經找不到其它借口騙自己了…… “算了，正事要緊。” 姚夢娜輕輕甩了甩頭，把腦子里那些亂七八糟的想法暫時放到一邊，然后站起身，沿著房間邊緣不聲不響地來到了記錄著測試數據的電腦面前。 實際上在下了飛機的這一路上，她都在考慮之前常浩南說過的渦噴14工況不穩定問題。 而現在她已經有了個不太成熟，但邏輯上可以自洽的猜測。 只是還需要一些數據來印證。 很快，她便從浩如煙海的記錄中，找到了那個不太起眼的項目—— 燃燒室出口溫度/渦輪前溫度。 “很好。” 雙眼緊盯著屏幕的姚夢娜嘴角微微上揚，輕聲嘟噥道。 然而興奮之情只持續了一個瞬間。 點進去查看一番之后，她發現里面的數據并不完整。 這個指標在燃燒室和渦輪葉片設計和制造的過程中非常重要，但在高空臺測試中一般不算重點。 主要是實在不容易測。 非接觸式測量的精度不高，而且技術不夠成熟，甚至為了測試還要對發動機進行專門改造。 而接觸式測溫則需要插入鎧裝熱電偶，一個兩個還沒問題，但如果想要獲得完整的溫度場，那么需要測量的點位會很多，大量熱電偶本身就會對發動機內部流場產生干擾，影響工作狀態。 所以只要發動機的進氣流量、推力等核心指標正常，渦輪工作情況也沒有問題，就不會頻繁地對渦前溫度進行測量。 最多只是像眼前這樣，給出12個取樣點的數據，以保證不會超溫發生事故。 但她需要更全面的數據。 幾秒鐘的猶豫過后，姚夢娜最終決定還是先跟常浩南說一下這件事。 有了上次葉片開縫設計時的教訓，她不會允許因為自己的原因再次耽擱項目進度。 “師弟。”姚夢娜繞過剛剛結束慶祝的人群來到常浩南面前： “我想在后面的空中性能試驗中間進行一次渦輪前溫度場的整體測量。” “渦輪前溫度？” 常浩南抬頭看了眼面前的姚夢娜，然后快速翻動起手中的報告，很快找到了寫著對應數據的那一頁。 “渦輪前最高溫度1575K，看上去并沒有超出設計容限，而且從發動機整體工作情況上說，也……” 話說到一半，常浩南突然頓住了。 “你是覺得渦輪前的溫度分布會有問題？” “沒錯。”姚夢娜堅定地點了點頭： “現在得到的數據只是渦輪中心和邊緣兩點取樣之后的結果。” “如果對于一般徑向對稱的溫度場來說，這種測量方式當然沒什么問題，但是渦輪葉片本身就有主動冷卻的功能。” “如果渦輪葉片表面形成的氣膜不夠均勻，那么冷卻效果就會出現波動，而在1600K附近，哪怕只是2030度的溫度變化也會明顯改變葉片的物理性質，并且影響到發動機整體工況的穩定性。” 常浩南一邊聽著姚夢娜的想法，一邊把手里的測試報告翻到后面。 果然又一次從數據中發現了跟在01號和03號原型機上面類似的不穩定工況。 好在這一次他已經預留了足夠的喘振裕度，因此即便是在推力瞬變的過程中，也并沒有出現什么故障。 但傳感器還是忠實地記錄下了油門桿狀態變動瞬間，壓氣機質量流量和增壓比的劇烈波動。 “我想，確實有這種可能……” 看著手里的報告，常浩南意識到自己之前陷入了一個思維誤區。 因為一開始記錄下工況波動的位置是壓氣機。 后來他主持修改的部分也是壓氣機。 所以他一直就覺得問題出在這個部分。 但航空發動機這種東西，牽一發而動全身。 氣膜冷卻的原理是從高溫環境的壁面上的孔向主流引入二次氣流，讓這股冷氣流在主流的壓力和摩擦力作用下向下游彎曲，附著在壁面一定區域上，形成溫度較低的冷氣膜將壁面同高溫燃氣隔離，并帶走部分高溫燃氣對零件壁面的輻射熱，從而對壁面起到冷卻保護作用。 這個過程需要從壓氣機抽取低溫空氣作為冷卻工質，因此會直接對壓氣機內部的氣流流量產生影響。 原理常浩南當然是知道的，但畢竟不是自己之前的老本行，所以一時間沒有想到這塊。 “多虧了你提醒，師姐。” 常浩南趕緊收拾好桌上的報告，準備到外面去找閻忠誠。 在整個臺架測試中，他只負責跟壓氣機改進相關的進氣畸變試驗，其它測試科目的負責人仍然是閻忠誠自己，所以要臨時增加測試項目的話，還得需要后者簽字才行。 “沒關系，能幫到忙就好。” 姚夢娜本想跟對方擁抱一下，但想了想似乎又不是時候，只好放下已經抬到一半的手臂。 “如果之前測試結果剛出來的時候過來就好了……” 好在這個時候，剛才離開控制室的閻忠誠重新推門而入，沒有讓常浩南注意到她尷尬的表情。 “閻總，關于后面進行的空中性能試驗，師姐提出了一個想法……” 以常浩南如今表現出的能力，這種建議自然非常順利地獲得通過。 1996年這會還沒有非常可靠的非接觸在線測量手段，因此624所的工作人員連夜高壓渦輪導向器上安裝了一批鎧裝熱電偶。 三個小時的試驗結束后，原始數據很快給到了常浩南的手中。 后面的分析結果證明，姚夢娜之前的猜測完全正確。 在最大加力推力下，發動機渦輪進口溫度場沿葉高呈拋物線分布，即葉尖和葉根處溫度低，中間位置溫度高，這與設計規律相符。 但是隨著發動機轉速的逐漸降低，渦輪前溫度場的不均勻度開始增加。 油門桿處在“最小加力”位置附近時，不均勻度達到了最高水平。 這與兩架原型機在測試過程中記錄下來的情況完全相同——最劇烈的工況波動出現跨音速的加速或者減速過程中。 對上了！ (本章完) 學霸的軍工科研系統 第107章 渦輪前溫度
與此同時，姚夢娜正坐在控制室角落里的一張椅子上，幾乎處于所有人的注意之外。 從表面上看，她似乎正在盯著常浩南的側臉發呆。 好吧，實際上也確實如此。 不過發呆的原因倒不是被后者的外表吸引而犯花癡。 而是她在親眼目睹剛剛的高空臺測試過程之后，腦中一瞬即逝地閃過了一個靈感。 但卻沒來得及抓住。 只是隱約覺得剛剛的靈感跟自己這位師弟有關。 姚夢娜相信視覺刺激可以激發潛意識，從而讓自己想起來一些有用的東西。 嗯，全都是為了科研。 總之，當幾分鐘之后她真的重新捕捉到剛剛的靈感時，甚至還感覺有幾分悵然。 可惡，已經找不到其它借口騙自己了…… “算了，正事要緊。” 姚夢娜輕輕甩了甩頭，把腦子里那些亂七八糟的想法暫時放到一邊，然后站起身，沿著房間邊緣不聲不響地來到了記錄著測試數據的電腦面前。 實際上在下了飛機的這一路上，她都在考慮之前常浩南說過的渦噴14工況不穩定問題。 而現在她已經有了個不太成熟，但邏輯上可以自洽的猜測。 只是還需要一些數據來印證。 很快，她便從浩如煙海的記錄中，找到了那個不太起眼的項目—— 燃燒室出口溫度/渦輪前溫度。 “很好。” 雙眼緊盯著屏幕的姚夢娜嘴角微微上揚，輕聲嘟噥道。 然而興奮之情只持續了一個瞬間。 點進去查看一番之后，她發現里面的數據并不完整。 這個指標在燃燒室和渦輪葉片設計和制造的過程中非常重要，但在高空臺測試中一般不算重點。 主要是實在不容易測。 非接觸式測量的精度不高，而且技術不夠成熟，甚至為了測試還要對發動機進行專門改造。 而接觸式測溫則需要插入鎧裝熱電偶，一個兩個還沒問題，但如果想要獲得完整的溫度場，那么需要測量的點位會很多，大量熱電偶本身就會對發動機內部流場產生干擾，影響工作狀態。 所以只要發動機的進氣流量、推力等核心指標正常，渦輪工作情況也沒有問題，就不會頻繁地對渦前溫度進行測量。 最多只是像眼前這樣，給出12個取樣點的數據，以保證不會超溫發生事故。 但她需要更全面的數據。 幾秒鐘的猶豫過后，姚夢娜最終決定還是先跟常浩南說一下這件事。 有了上次葉片開縫設計時的教訓，她不會允許因為自己的原因再次耽擱項目進度。 “師弟。”姚夢娜繞過剛剛結束慶祝的人群來到常浩南面前： “我想在后面的空中性能試驗中間進行一次渦輪前溫度場的整體測量。” “渦輪前溫度？” 常浩南抬頭看了眼面前的姚夢娜，然后快速翻動起手中的報告，很快找到了寫著對應數據的那一頁。 “渦輪前最高溫度1575K，看上去并沒有超出設計容限，而且從發動機整體工作情況上說，也……” 話說到一半，常浩南突然頓住了。 “你是覺得渦輪前的溫度分布會有問題？” “沒錯。”姚夢娜堅定地點了點頭： “現在得到的數據只是渦輪中心和邊緣兩點取樣之后的結果。” “如果對于一般徑向對稱的溫度場來說，這種測量方式當然沒什么問題，但是渦輪葉片本身就有主動冷卻的功能。” “如果渦輪葉片表面形成的氣膜不夠均勻，那么冷卻效果就會出現波動，而在1600K附近，哪怕只是2030度的溫度變化也會明顯改變葉片的物理性質，并且影響到發動機整體工況的穩定性。” 常浩南一邊聽著姚夢娜的想法，一邊把手里的測試報告翻到后面。 果然又一次從數據中發現了跟在01號和03號原型機上面類似的不穩定工況。 好在這一次他已經預留了足夠的喘振裕度，因此即便是在推力瞬變的過程中，也并沒有出現什么故障。 但傳感器還是忠實地記錄下了油門桿狀態變動瞬間，壓氣機質量流量和增壓比的劇烈波動。 “我想，確實有這種可能……” 看著手里的報告，常浩南意識到自己之前陷入了一個思維誤區。 因為一開始記錄下工況波動的位置是壓氣機。 后來他主持修改的部分也是壓氣機。 所以他一直就覺得問題出在這個部分。 但航空發動機這種東西，牽一發而動全身。 氣膜冷卻的原理是從高溫環境的壁面上的孔向主流引入二次氣流，讓這股冷氣流在主流的壓力和摩擦力作用下向下游彎曲，附著在壁面一定區域上，形成溫度較低的冷氣膜將壁面同高溫燃氣隔離，并帶走部分高溫燃氣對零件壁面的輻射熱，從而對壁面起到冷卻保護作用。 這個過程需要從壓氣機抽取低溫空氣作為冷卻工質，因此會直接對壓氣機內部的氣流流量產生影響。 原理常浩南當然是知道的，但畢竟不是自己之前的老本行，所以一時間沒有想到這塊。 “多虧了你提醒，師姐。” 常浩南趕緊收拾好桌上的報告，準備到外面去找閻忠誠。 在整個臺架測試中，他只負責跟壓氣機改進相關的進氣畸變試驗，其它測試科目的負責人仍然是閻忠誠自己，所以要臨時增加測試項目的話，還得需要后者簽字才行。 “沒關系，能幫到忙就好。” 姚夢娜本想跟對方擁抱一下，但想了想似乎又不是時候，只好放下已經抬到一半的手臂。 “如果之前測試結果剛出來的時候過來就好了……” 好在這個時候，剛才離開控制室的閻忠誠重新推門而入，沒有讓常浩南注意到她尷尬的表情。 “閻總，關于后面進行的空中性能試驗，師姐提出了一個想法……” 以常浩南如今表現出的能力，這種建議自然非常順利地獲得通過。 1996年這會還沒有非常可靠的非接觸在線測量手段，因此624所的工作人員連夜高壓渦輪導向器上安裝了一批鎧裝熱電偶。 三個小時的試驗結束后，原始數據很快給到了常浩南的手中。 后面的分析結果證明，姚夢娜之前的猜測完全正確。 在最大加力推力下，發動機渦輪進口溫度場沿葉高呈拋物線分布，即葉尖和葉根處溫度低，中間位置溫度高，這與設計規律相符。 但是隨著發動機轉速的逐漸降低，渦輪前溫度場的不均勻度開始增加。 油門桿處在“最小加力”位置附近時，不均勻度達到了最高水平。 這與兩架原型機在測試過程中記錄下來的情況完全相同——最劇烈的工況波動出現跨音速的加速或者減速過程中。 對上了！ (本章完) 學霸的軍工科研系統 第107章 渦輪前溫度
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