[科普中國(guó)]-吞水試驗(yàn)

基本概念

吞水試驗(yàn)，是測(cè)試飛機(jī)在雨天飛行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的基本手段。亞音速民用飛機(jī)的吞水試驗(yàn)可以在露天試車(chē)臺(tái)上做；也可以將發(fā)動(dòng)機(jī)裝在飛機(jī)上，在機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪上進(jìn)行。超音速軍用發(fā)動(dòng)機(jī)需要在一定高度和速度的條件下做吞水試驗(yàn)，而且通常需要在高空模擬試車(chē)臺(tái)上或飛行臺(tái)上完成。無(wú)論是軍用還是民用發(fā)動(dòng)機(jī)，在新機(jī)設(shè)計(jì)定型之前都必須做吞水試驗(yàn)。1

試驗(yàn)?zāi)康拇髿庵械乃菔且运?、云、霧、雨、雪和冰雹等形式存在。在一般情況下，水汽、云、霧、雪等對(duì)飛機(jī)不會(huì)造成危害，但大雨尤其是雷雨和冰雹都曾引發(fā)過(guò)飛行事故。

飛機(jī)在雨天飛行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)要吞入大氣中的液態(tài)水（雨水）和以水汽形式存在大氣中的水。另外，如機(jī)場(chǎng)積有雨水，當(dāng)飛機(jī)在地面滑行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)離地面較近，地面積水有可能被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)。如發(fā)動(dòng)機(jī)吞入大量雨水，可能使發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣局部受冷收縮，引起機(jī)匣和葉片之間的間隙減小，產(chǎn)生摩擦損壞發(fā)動(dòng)機(jī)，也有可能使發(fā)動(dòng)機(jī)性能惡化，甚至引起壓氣機(jī)喘振、燃燒室熄火。尤其是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在慢車(chē)狀態(tài)下工作時(shí)，空氣流量較小，雨水占空氣流量的百分比較大，更易引起發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，這種事故在國(guó)內(nèi)、國(guó)外都曾發(fā)生過(guò)。2為了在試飛之前消除這些隱患，必須先在地面做模擬試驗(yàn)。

試驗(yàn)要求民用發(fā)動(dòng)機(jī)吞水試驗(yàn)要求吞水量一般按重量計(jì)算，至少為發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量的4%，水滴直徑不超過(guò)2mm 。據(jù)悉PW4000發(fā)動(dòng)機(jī)在地面試車(chē)臺(tái)上做了吞水試驗(yàn)，其吞水量占發(fā)動(dòng)機(jī)空氣流量的4.3%～4.6%。

通常民機(jī)吞水試驗(yàn)的程序是：發(fā)動(dòng)機(jī)先在慢車(chē)噴水狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)3min，然后在最大起飛功率（推力）不噴水狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)2min以加熱發(fā)動(dòng)機(jī)，最后在最大起飛功率噴水狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)3min。

通常在露天試車(chē)臺(tái)或飛機(jī)停機(jī)坪上完成吞水試驗(yàn)。

軍用發(fā)動(dòng)機(jī)吞水試驗(yàn)要求當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以最大推力狀態(tài)工作時(shí)，無(wú)論是軍用渦軸渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)還是渦噴、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)都要求吞水量（液態(tài)和氣態(tài)）是發(fā)動(dòng)機(jī)空氣總質(zhì)量流量的2%，3%和5%。在這三種試驗(yàn)條件下都要有50%的液態(tài)水進(jìn)入1/3的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口扇形面積內(nèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)在上述每一條件下工作5min，并要求在慢車(chē)狀態(tài)重復(fù)上述程序，因在此狀態(tài)下發(fā)動(dòng)機(jī)容易熄火。軍用渦噴、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)要求在飛行高度為13km以下的整個(gè)工作范圍內(nèi)做吞水試驗(yàn)，渦槳、渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)要求在整個(gè)飛行包線范圍內(nèi)做。1

試驗(yàn)時(shí)應(yīng)檢查的內(nèi)容無(wú)論是民用或軍用發(fā)動(dòng)機(jī)在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意和記錄吞水對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)停車(chē)，冷卻到環(huán)境溫度，然后再進(jìn)行試驗(yàn)后的性能檢驗(yàn)，檢驗(yàn)后將發(fā)動(dòng)機(jī)完全分解檢查零、部件，尤其是過(guò)濾器和磁性屑末檢測(cè)器的狀況，并分析滑油中水分和金屬微粒的含量。如果使用部門(mén)認(rèn)為發(fā)動(dòng)機(jī)保持了足夠的間隙，在試驗(yàn)中未發(fā)生損傷或有害的擦傷，性能未惡化，燃?xì)饬髀分械牧慵词艿綋p傷則認(rèn)為試驗(yàn)滿意地完成。1