某型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥試驗(yàn)及驗(yàn)證

張永飛，賈宗蕓，陳 瑋，程文強(qiáng)

（中國(guó)航發(fā)湖南動(dòng)力機(jī)械研究所，湖南株洲412002）

某型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥試驗(yàn)及驗(yàn)證

張永飛，賈宗蕓，陳 瑋，程文強(qiáng)

（中國(guó)航發(fā)湖南動(dòng)力機(jī)械研究所，湖南株洲412002）

為研究吞鳥對(duì)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的影響，進(jìn)行了3次吞鳥試驗(yàn)。在試驗(yàn)中，由氣體炮將鳥射入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道，采用高速攝影儀記錄鳥的運(yùn)行軌跡和撞擊部位及試驗(yàn)件形變過(guò)程。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：在吞鳥過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)各參數(shù)均大幅波動(dòng)，持續(xù)時(shí)間約為3～4 s，波動(dòng)過(guò)后，功率恢復(fù)時(shí)間約為5～9 s，各參數(shù)達(dá)到最終狀態(tài)時(shí)間約為90～95 s；試驗(yàn)后發(fā)動(dòng)機(jī)性能有衰減現(xiàn)象，清洗后有所恢復(fù)。經(jīng)孔探和分解檢查可知：鳥的殘骸主要部分未進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)主流道，第1級(jí)壓氣機(jī)葉片卷曲變形。

吞鳥試驗(yàn)；渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)；氣體炮；高速攝影；性能；卷曲變形

0 引言

隨著飛機(jī)數(shù)量和飛機(jī)低空高速飛行的增加，由鳥撞引發(fā)的航空事故越來(lái)越多，據(jù)統(tǒng)計(jì)，鳥撞擊在發(fā)動(dòng)機(jī)上的事故占44%，機(jī)翼30%，擋風(fēng)玻璃13%，飛機(jī)前端8%，機(jī)身4%[1]。因此，航空發(fā)動(dòng)機(jī)鳥撞問題備受重視，開展吞鳥試驗(yàn)研究非常有意義。

國(guó)外于20世紀(jì)50年代開始進(jìn)行航空發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥試驗(yàn)研究，于70年代初在發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)收規(guī)范中提出明確要求，現(xiàn)吞鳥試驗(yàn)技術(shù)已非常成熟。如法國(guó)的阿赫冶IC渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)于1986年完成吞鳥試驗(yàn)[2]，英國(guó)遄達(dá)700和XWB等發(fā)動(dòng)機(jī)均完成吞鳥試驗(yàn)。

國(guó)內(nèi)從20世紀(jì)80年代開始進(jìn)行航空發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥試驗(yàn)研究。吳大觀于90年代初對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥試驗(yàn)進(jìn)行了詳細(xì)描述[3]；葛治美于1998年詳細(xì)論述了軍用航空渦輪噴氣和渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥試驗(yàn)參數(shù)的選擇和試驗(yàn)要求[4]。中國(guó)于1999年對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥試驗(yàn)提出明確要求，并將其列入發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)定型必須開展的試驗(yàn)項(xiàng)目中[5]。陳瑋于2013年對(duì)某渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥試驗(yàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)研究[6]，并于2014年初進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)部件鳥撞試驗(yàn)，于同年6月在某渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行了首次吞鳥試驗(yàn)。繼續(xù)深入開展航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)吞鳥試驗(yàn)尤為重要。

本文結(jié)合某渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的研制需求，參考國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有資料[3-10]及發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥試驗(yàn)規(guī)定和經(jīng)驗(yàn)[11-17]，進(jìn)行了某渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)吞鳥試驗(yàn)及驗(yàn)證。

1 試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)和試驗(yàn)設(shè)備

1.1 試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)

試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)是軸向進(jìn)氣、自由渦輪式渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力渦輪軸同心前輸出軸功率。由粒子分離器、組合壓氣機(jī)、燃燒室、燃?xì)鉁u輪、動(dòng)力渦輪和附件傳動(dòng)等組成。

1.2 試車臺(tái)

試車臺(tái)為地面試車臺(tái)，主要由工作平臺(tái)、臺(tái)架系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)和工業(yè)電視系統(tǒng)等組成。

1.3 吞鳥試驗(yàn)設(shè)備

吞鳥試驗(yàn)專用投鳥設(shè)備為氣體炮，能按規(guī)定向發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口投射試驗(yàn)用鳥。同時(shí)利用高速攝影裝置記錄鳥的運(yùn)行軌跡和撞擊部位、試驗(yàn)件變形和碎裂過(guò)程，并對(duì)鳥的速度進(jìn)行測(cè)量。

1.3.1 氣體炮

氣體炮主要由激發(fā)釋放機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)氣罐、氣室、裝彈機(jī)構(gòu)、炮筒、彈丸殼（可裝載被投射物）及測(cè)控系統(tǒng)等組成。

根據(jù)吞鳥試驗(yàn)要求對(duì)氣體炮進(jìn)行安裝，使氣體炮投射部位在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道內(nèi)、外安裝邊之間。試驗(yàn)時(shí)，采用2個(gè)氣體炮在1 s內(nèi)以規(guī)定速度分別向發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口3點(diǎn)和9點(diǎn)方向2支板之間的部位分別投射1只60～110 g的鳥[7]，鳥的投射位置如圖1所示。

1.3.2 高速攝影裝置

高速攝影裝置由高速攝影相機(jī)、圖像采集處理軟件、運(yùn)動(dòng)分析軟件、LED燈組、工作站等組成。試驗(yàn)前對(duì)相機(jī)視場(chǎng)和被投射物做好標(biāo)定，試驗(yàn)時(shí)遠(yuǎn)程觸發(fā)該裝置，對(duì)彈丸進(jìn)行高速攝影以記錄其運(yùn)行軌跡，然后對(duì)其運(yùn)行軌跡進(jìn)行處理，測(cè)出其標(biāo)定點(diǎn)的位移W及幀數(shù)，最后計(jì)算出彈丸運(yùn)行速度和運(yùn)行時(shí)間，其工作原理如圖2所示。

1.3.3 測(cè)功器

發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力渦輪軸同心前輸出，測(cè)功器必須安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣前端，普通測(cè)功器體積太大，嚴(yán)重妨礙鳥的投射，根據(jù)試驗(yàn)需求選用懸掛式、小體積測(cè)功器。該測(cè)功器的吸功曲線與發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍相匹配，且其外廓尺寸與安裝形式能保證鳥的入射軌跡不受干涉。

1.4 測(cè)量設(shè)備及數(shù)據(jù)處理

1.4.1 測(cè)量設(shè)備

試驗(yàn)主要測(cè)量設(shè)備及精度見表1。

表1 主要測(cè)試設(shè)備

1.4.2 數(shù)據(jù)處理

對(duì)穩(wěn)態(tài)參數(shù)，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集速率不低于4 Sa/s/ch,性能參數(shù)取3～5 s內(nèi)的滑動(dòng)算術(shù)平均值，對(duì)多支傳感器或多點(diǎn)測(cè)量的溫度、壓力參數(shù)均應(yīng)求出平均值。

對(duì)過(guò)渡態(tài)性能參數(shù)，由動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行高速采集，采樣頻率不低于1 kHz，并用Bessel濾波法進(jìn)行濾波。

發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)性能參數(shù)均換算到海平面、靜止、標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行對(duì)比分析。

1.5 試驗(yàn)設(shè)備布局

試驗(yàn)前將測(cè)功器、氣體炮、高速攝影裝置與發(fā)動(dòng)機(jī)合理安裝。整體布局形式如圖3所示。

在試驗(yàn)過(guò)程中利用2臺(tái)高速攝影相機(jī)記錄鳥的運(yùn)行軌跡，相機(jī)攝影方向分別垂直于2個(gè)炮筒軸線，另1臺(tái)記錄鳥撞擊部位和試驗(yàn)件碎裂過(guò)程的可移動(dòng)式高速攝影相機(jī)擺放于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口前。

2 試驗(yàn)內(nèi)容及程序

2.1 試驗(yàn)前準(zhǔn)備

2.1.1 設(shè)備調(diào)試

試驗(yàn)前對(duì)氣體炮和高速攝影裝置進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試表明，二者可同時(shí)遠(yuǎn)程觸發(fā)，工作穩(wěn)定可靠，滿足要求。

2.1.2 彈丸的制作

根據(jù)試驗(yàn)要求和該發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口截面計(jì)算得：吞鳥2 只，每只質(zhì)量為 60～110 g[7]。

試驗(yàn)前，將活的自然鳥現(xiàn)場(chǎng)宰殺，通過(guò)修剪翅膀和腿等方式對(duì)試驗(yàn)用鳥進(jìn)行處理[7]，利用高精電子秤進(jìn)行稱重，記錄試驗(yàn)用鳥的質(zhì)量和死亡時(shí)間，最后將符合要求的鳥/組合鳥裝入事先準(zhǔn)備的彈丸殼。試驗(yàn)用鳥的概況見表2。

表2 試驗(yàn)用鳥的概況

2.2 試驗(yàn)內(nèi)容及程序

為充分研究吞鳥對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響，本文進(jìn)行了3次試驗(yàn)，吞鳥試驗(yàn)前后分別進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)和重新校準(zhǔn)試驗(yàn)，試驗(yàn)程序如下。

2.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)試驗(yàn)

（1）穩(wěn)態(tài)性能錄取。按要求對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行空慢到最大狀態(tài)之間各狀態(tài)點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)性能錄取，各狀態(tài)點(diǎn)停留3 min。

（2）功率變換試驗(yàn)。在1 s內(nèi)，完成從空慢到中間狀態(tài)和從中間狀態(tài)到空慢的功率變換，記錄完成95%功率變換所需要的時(shí)間和達(dá)到穩(wěn)定工作所需要的時(shí)間。

發(fā)動(dòng)機(jī)重新校準(zhǔn)程序同上。

2.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥試驗(yàn)

（1）將2個(gè)氣體炮投射間隔設(shè)置為0.5 s；

（2）起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，上推至中間狀態(tài)，穩(wěn)定運(yùn)行3 min，按投射開關(guān)投射鳥；

（3）記錄發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)恢復(fù)的時(shí)間，再穩(wěn)定運(yùn)行5 min，下拉發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)，停車。

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)與分析

3.1 第1次吞鳥試驗(yàn)

第1次試驗(yàn)用鳥為“一大一小”（表2）。

試驗(yàn)中，鳥撞擊發(fā)動(dòng)機(jī)的位置滿足要求。在撞擊過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口支板未變形或碎裂，各參數(shù)均發(fā)生波動(dòng)，如圖4～6所示。

圖中參數(shù)均為無(wú)量綱化參數(shù)，具體含義如下：ng/ng0為燃?xì)獍l(fā)生器轉(zhuǎn)速；ns/ns0為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸轉(zhuǎn)速；sfc/sfc0為燃油耗油率；T45/T450為排氣溫度；P/P0為發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率；π/π0為壓比；η/η0為壓氣機(jī)效率；PS3/PS30為離心壓氣機(jī)出口壓力；ZDP為壓氣機(jī)振動(dòng)；ZDM/F為中/附件機(jī)匣振動(dòng)；ZDT為渦輪振動(dòng)。

從圖4～6中可見，吞鳥時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)各參數(shù)劇烈波動(dòng)時(shí)間持續(xù)約3.5 s。波動(dòng)過(guò)后，功率恢復(fù)時(shí)間約為6 s（穩(wěn)定約7 s，后逐步降低），各參數(shù)達(dá)到最終狀態(tài)時(shí)間約為92 s。

從圖 4 中可見，ng/ng0、sfc/sfc0、T45/T450先增大再減小，最后小幅增大基本達(dá)到吞鳥前狀態(tài)，并穩(wěn)定運(yùn)行；ns/ns0、P/P0先減小再增大然后再減小，最后小幅增大基本達(dá)到吞鳥試驗(yàn)前狀態(tài)。從圖5中可見，各參數(shù)均先減小再增大，最后小幅增大基本達(dá)到吞鳥試驗(yàn)前狀態(tài)。各參數(shù)具體變化見表3。

從表中可見，在發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥過(guò)程中，耗油率波幅最大，為+5.5%，壓氣機(jī)出口壓力波幅為-4.8%，排氣溫度的波幅為+3.27%；吞鳥后，各參數(shù)達(dá)到最終狀態(tài)值與吞鳥前的數(shù)值相比，功率損失最大為-5.3%，壓氣機(jī)出口壓力損失為-3.7%，壓比損失為-3.6%。經(jīng)分析可知，在吞鳥過(guò)程中，因鳥經(jīng)進(jìn)氣道進(jìn)入壓氣機(jī)，造成發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量減少，導(dǎo)致壓氣機(jī)出口壓力降低，排氣溫度升高，耗油率增大。吞鳥過(guò)后，鳥的部分殘骸滯留在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部（詳見第4節(jié)），造成發(fā)動(dòng)機(jī)性能惡化、壓氣機(jī)效率降低等。

從圖6中可見，在發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥過(guò)程中，振動(dòng)值均減小，吞鳥后基本恢復(fù)至吞鳥前狀態(tài)，其中ZDT225和ZDMy有突越，但均在限制值內(nèi)。

3.2 第2次吞鳥試驗(yàn)

第2次試驗(yàn)用鳥仍為“一大一小”（表2）。

在試驗(yàn)中，鳥撞擊發(fā)動(dòng)機(jī)的位置滿足要求。在撞擊過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口支板未變形或碎裂，各參數(shù)均發(fā)生波動(dòng)，如圖7～9所示。

從圖7～9中可見，吞鳥時(shí)各參數(shù)劇烈波動(dòng)時(shí)間持續(xù)約3.8 s，波動(dòng)過(guò)后，功率恢復(fù)時(shí)間約7 s（穩(wěn)定約18 s，后逐步降低），各參數(shù)達(dá)到最終狀態(tài)時(shí)間約93 s。

圖7、8中參數(shù)變化趨勢(shì)同圖4、5。各參數(shù)具體變化見表4。

表4 第2次吞鳥試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)變化值

從表中可見，在發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥過(guò)程中，排氣溫度波幅最大，為+4.22%，壓氣機(jī)效率波幅為-3.1%；吞鳥后，各參數(shù)達(dá)到最終狀態(tài)值與吞鳥前的數(shù)值相比，功率損失最大為-6.93%，壓氣機(jī)出口壓力損失為-4.9%，壓比損失為-4.22%。其原因同第3.1節(jié)。

從圖9中可見，在發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥過(guò)程中，振動(dòng)值均增大，其中，ZDMz增大2.5mm/s，吞鳥后振動(dòng)值相對(duì)穩(wěn)定，ZDT225和ZDMy有突越，但均在限制值內(nèi)。

3.3 第3次吞鳥試驗(yàn)

第3次試驗(yàn)用鳥為“兩小”（表2）。

在試驗(yàn)中，鳥撞擊發(fā)動(dòng)機(jī)的位置滿足要求。在撞擊過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口支板未變形或碎裂，各參數(shù)均發(fā)生波動(dòng)，性能參數(shù)、壓氣機(jī)參數(shù)、振動(dòng)曲線分別如圖10～12所示。

從圖10～12中可見，吞鳥時(shí)各參數(shù)劇烈波動(dòng)時(shí)間持續(xù)約3.6 s。波動(dòng)后，功率恢復(fù)時(shí)間約7.1 s（穩(wěn)定約5 s，后逐步降低），各參數(shù)達(dá)到最終狀態(tài)時(shí)間約94 s。

圖10、11中參數(shù)變化趨勢(shì)同圖4、5。發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)具體變化見表5。

表5 第3次試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)變化值

從表中可見，在發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥過(guò)程中，排氣溫度波幅最大，為+4.73%，壓氣機(jī)性能波幅為-4.1%；吞鳥后，各參數(shù)達(dá)到最終狀態(tài)值與吞鳥前的數(shù)值相比，功率損失最大為-8.45%，壓氣機(jī)出口壓力損失為-6.0%，壓比損失為-5.37%。其原因同第3.1節(jié)。

由上分析得，在該吞鳥試驗(yàn)中，“2只小鳥”對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能造成的影響大于“一大一小”的鳥。

從圖12中可見，在發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥過(guò)程中，振動(dòng)值均有波動(dòng)，吞鳥后振動(dòng)值相對(duì)穩(wěn)定，且均在限制值內(nèi)。

3.4 發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥試驗(yàn)前后校準(zhǔn)對(duì)比

3.4.1 性能

發(fā)動(dòng)機(jī)每進(jìn)行1次吞鳥試驗(yàn)，先做重新校準(zhǔn)，后清洗，再做重新校準(zhǔn)。第1、2次吞鳥試驗(yàn)后性能有衰減，清洗后性能均恢復(fù)至吞鳥前的狀態(tài)，第3次吞鳥試驗(yàn)后，發(fā)動(dòng)機(jī)完成清洗，再進(jìn)行性能錄取，仍然存在性能衰減現(xiàn)象。清洗前，在最大巡航、中間、最大狀態(tài)，在相同溫度下功率衰減分別為3.84%、3.54%、3.19%；清洗后衰減分別為0.81%、0.85%、0.94%，詳見表6。

表6 第3次吞鳥試驗(yàn)前后性能對(duì)比

3.4.2 功率變換

在發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥試驗(yàn)前和第1、3次吞鳥試驗(yàn)后進(jìn)行功率變換試驗(yàn)，數(shù)據(jù)見表7。

表7 功率變換試驗(yàn)數(shù)據(jù)

從表中可見，在吞鳥試驗(yàn)后，發(fā)動(dòng)機(jī)加速過(guò)程的加速和恢復(fù)穩(wěn)定的時(shí)間均變長(zhǎng)；減速過(guò)程的減速時(shí)間變短，恢復(fù)穩(wěn)定的時(shí)間變長(zhǎng)。

4 發(fā)動(dòng)機(jī)孔探和分解檢查

4.1 第1次吞鳥試驗(yàn)后孔探檢查

試驗(yàn)后經(jīng)孔探檢查發(fā)現(xiàn)：1號(hào)鳥殘骸卡在中機(jī)匣2點(diǎn)鐘反旋葉片進(jìn)口處和主機(jī)匣渦形葉片處，未對(duì)主氣流通道造成影響，2號(hào)鳥殘骸卡在中機(jī)匣7點(diǎn)鐘反旋葉片進(jìn)口處，堵塞約1.5個(gè)通道；在壓氣機(jī)葉片上均未見鳥的肉渣；在鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)和其后面正對(duì)固壁面上有很多細(xì)小的殘?jiān)＝?jīng)分析認(rèn)為該肉渣是經(jīng)粒子分離器分離出的部分鳥被鼓風(fēng)機(jī)葉輪絞碎排出所致。

4.2 第2次吞鳥試驗(yàn)后孔探檢查

試驗(yàn)后經(jīng)孔探檢查發(fā)現(xiàn)：1號(hào)鳥殘骸卡在中機(jī)匣2點(diǎn)鐘反旋葉片進(jìn)口處，堵塞約2個(gè)通道；未見2號(hào)鳥大塊殘骸卡在中機(jī)匣；在鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)和其后正對(duì)的固壁面上有很多細(xì)小的肉渣和羽毛；在壓氣機(jī)葉片及渦輪葉片上均未見鳥的殘骸。

4.3 第3次吞鳥試驗(yàn)后孔探檢查

試驗(yàn)后經(jīng)孔探檢查發(fā)現(xiàn)：第1級(jí)壓氣機(jī)葉片有1片葉尖部位卷曲變形，其相鄰的1片葉尖中部微微變形，其它壓氣機(jī)葉片正常；1號(hào)鳥殘骸卡在主機(jī)匣約2點(diǎn)方向渦形葉片前緣；2號(hào)鳥有1支翅膀卡在主機(jī)匣約8點(diǎn)方向渦形葉片前緣；在0級(jí)導(dǎo)葉處有少量羽毛；在鼓風(fēng)機(jī)內(nèi)和其后正對(duì)固壁面上有少量羽毛和細(xì)小的殘?jiān)?/p>

4.4 發(fā)動(dòng)機(jī)分解檢查

因第1、2次吞鳥試驗(yàn)和孔探檢查正常，未對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行分解檢查。

第3次試驗(yàn)后，發(fā)動(dòng)機(jī)分解檢查結(jié)果如下：在鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口處卡著2只鳥，經(jīng)分析得知，這2只鳥是第1次試驗(yàn)的2號(hào)鳥和第3次試驗(yàn)的2號(hào)鳥；第1級(jí)壓氣機(jī)1片葉片卷曲變形（如圖13所示），另一相鄰葉片也被擊傷變形，變形量約0.2 mm；第2級(jí)葉片盤葉尖有刮磨痕跡，對(duì)應(yīng)的壓氣機(jī)涂層有輕微刮磨；壓氣機(jī)0級(jí)導(dǎo)葉前緣、第2級(jí)靜子前緣處仍有羽毛黏結(jié)，其他正常。

5 結(jié)論

綜合上述研究和分析得出以下結(jié)論：

（1）試驗(yàn)方法合理可行，試驗(yàn)專用設(shè)備滿足試驗(yàn)要求；

（2）在吞鳥過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)各參數(shù)均有明顯波動(dòng)，波動(dòng)持續(xù)時(shí)間約為3～4 s，波動(dòng)過(guò)后，功率恢復(fù)時(shí)間約為5～9 s，各參數(shù)達(dá)到最終狀態(tài)時(shí)間約為90～95 s；

（3）吞鳥后，發(fā)動(dòng)機(jī)性能有衰減現(xiàn)象，其中功率損失最大，清洗有助于性能恢復(fù)；

（4）吞鳥試驗(yàn)后，發(fā)動(dòng)機(jī)的加速性和恢復(fù)穩(wěn)態(tài)的能力降低；

（5）在吞鳥試驗(yàn)中，與大鳥相比，小鳥更容易進(jìn)入流道，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能產(chǎn)生更大影響，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)造成更大損傷；

（6）帶粒子分離器的發(fā)動(dòng)機(jī)，鳥的殘?jiān)鼤?huì)經(jīng)粒子分離器被鼓風(fēng)機(jī)排出，鳥殘骸的主要部分一般不會(huì)進(jìn)入主流道。

本文研究成果可為同類或其它發(fā)動(dòng)機(jī)的吞鳥試驗(yàn)提供參考。

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Bird Ingestion Test and Verification of a Turboshaft Engine

ZHANG Yong-fei,JIA Zong-yun,CHEN Wei,CHENG Wen-qiang
（AECC Aviation Powerplant Research Institute， Zhuzhou Hunan 412002， China）

To study the influence of bird ingestion on turboshaft engine,3 bird ingestion tests were carried out.During the bird ingestion test,the birds were shot into air inlet duck by air cannons.Meanwhile,the highspeed photography equipment recorded the running path,the strike position of birds and the engine deformation process.The test data shows that engine parameters fluctuated by a large margin,the fluctuation continues about 3～4 second during the bird ingestion.And power recovering steady state needs about 5～9 seconds,but engine parameters reaching ultimately state needs about 90～95 seconds.After the test,there is decay of engine performance.However,engine performance get some recovery by washing.Through boresoope inspection and disassembly inspection,there isn't bird's remains in main channel.A blade of the primary compressor crimps and deforma.

bird ingestion test;turboshaft engine;air cannons;high-speed photography;performance;crimp deformation

V 233

A

10.13477/j.cnki.aeroengine.2017.05.011

2017-03-01

張永飛（1985），女，碩士，工程師，從事航空發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)試驗(yàn)研究工作；E-mail：zhyfei608@163.com。

張永飛，賈宗蕓，陳瑋，等.某型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)吞鳥試驗(yàn)及驗(yàn)證[J].航空發(fā)動(dòng)機(jī)，2017，43（5）：62-68.ZHANG Yongfei,JIA Zongyun,CHEN Wei,et al.Bird ingestion test and verification of a turboshaft engine[J].Aeroengine，2017，43（5）：62-68.

（編輯：李華文）