[发明专利]一种航空发动机防冰系统引气量测试结构及方法

说明书

本申请提供了一种航空发动机防冰系统引气量测试方法，包括：构建流量系数与引气管路测试参数之间的关系式；开展引气管路测试试验，获得引气管路测试值的总静压比，并根据速度系数与引气管路的总静压比的关系式获得流量函数与总静压比的关系，进而得到不同试验压比条件下流量系数随总静压比的关系曲线；将引气管路装配到发动机上并开展整机试车测试，获得整机试车时不同状态下的引气管路测量参数获得的总静压比，查询流量系数随总静压比的关系曲线获得对应状态的流量系数，之后根据引气管路测试试验获得的流量函数与总静压比的关系得到整机试车时总静压比下的流量函数，根据整机试车时总静压比下的流量函数得到整机试车状态下的引气管路实际流量。

技术领域

本申请属于航空发动机试验技术领域，特别涉及一种航空发动机防冰系统引气量测试结构及方法。

背景技术

当飞机在温度低于零度和小马赫数条件下飞行时，由于空气中存在过冷水滴，会使发动机进口整流支板和整流帽罩表面结冰。因此发动机进口部件需要进行防冰保护。

目前热气防冰是航空发动机中应用最为成熟的防冰方式，通过从高压压气机引来热空气对发动机进口部件进行加热，因此防冰系统引气量是一个关键参数，对防冰效果有着直接影响。同时，从高压压气机引出的热气势必会对发动机总体性能产生影响，且随着防冰引气量的增加，对发动机性能的影响也就越大。为了获得引气量对进口部件的防冰效果以及引气量大小与发动机性能的影响关系，需要对热气防冰系统实际用气量进行测试，以明确引气量是否能够满足防冰系统的需求及对总体性能的影响是否在可接受范围之内。

目前，对于航空发动机防冰系统的用气量测试缺少实用有效的测试手段。若采用常规的流量计对防冰用气量进行测量，存在以下几个方面的问题：

1)流量计会导致整个防冰系统的流路流阻改变，流阻改变必然会引起防冰系统用气量的改变，因此使用流量计测试获得的流量值并不是真实防冰系统用气量；

2)由于防冰系统整体的用气量是较低的，对于流量计的量程和精度要求高，因此在实际操作过程中，流量计测试方案可行性较低；

3)在发动机实际试车时，增加一台流量计用于测量防冰系统的引气量，则需要对防冰引气管路进行较大的改动，增加管路复杂性，降低发动机的安全可靠性；

4)绝大部分流量计不是耐高温装置，而防冰引气通常是高温高压气体，因此采用流量计进行防冰用气量测试不具备可行性。

而现有的基于管路进出口流量特性进行流量校核的方法在开展引气管进出口流量特性试验时，其在试验装置上连接的集气腔的结构必然不能与发动机的集气结构完全一致，由此会得到的流量特性曲线用于发动机引气量测试时会带来明显的误差，同时采用该方法在开展流量特性部件试验时，需要开展集气腔的设计加工，投入的成本较大。

发明内容

本申请的目的是提供了一种航空发动机防冰系统引气量测试结构及方法，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

一方面，本申请提供了一种航空发动机防冰系统引气量测试方法，包括：

构建流量系数与引气管路测试参数之间的关系式，所述流量系数为引气管路实际流量与理想流量的比值；

开展引气管路测试试验，获得引气管路测试值的总静压比，并根据速度系数与引气管路的总静压比的关系式获得流量函数与总静压比的关系，根据流量函数与总静压比的关系得到不同试验压比条件下流量系数随引气管路总静压比的关系曲线；

将完成流量系数测试的引气管路装配到发动机上并开展整机试车测试，获得整机试车时不同状态下的引气管路测量参数，根据引气管路测量参数获得的总静压比，查询所述流量系数随总静压比的关系曲线获得对应状态的流量系数，之后根据引气管路测试试验获得的流量函数与总静压比的关系得到整机试车时总静压比下的流量函数，最后根据整机试车时总静压比下的流量函数得到整机试车状态下的引气管路实际流量。