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烧钱巨兽高空台2

2019-04-16 23:05 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



前文说到,高空台其实就是一种专门试验航空和火箭发动机的特殊风洞,而他比测试飞机整体飞行性能的风洞更复杂,因此一旦运行,消耗的水电更加惊人。高空台一般分为连接式,自由射流式和推进风洞式等几种。连接式高空台主要用于模拟发动机压气机进口截面到尾喷管排气截面的发动机内部热力过程的,它是把进口空气直接输进压气机进口,因此得名。

与连接式高空台仅能模拟发动机内部气流流动试验不同,自由射流高空台是把进气道和发动机连接在一起试验的,因为增加了气流通过进气道这一过程,它的模拟就比连接式更真实。

推进风洞式高空台则更先进,它是把整个完整的发动机拿进闭式风洞试验舱进行试验,由于它是对完整的发动机进行试验,可以更逼真的反映发动机实际工作状态,但它个头也是最大,需要的试验舱气源功率也是最大,每次开车试验花的钱也更惊人!所以从经济和节约角度考虑 ,一般进行发动机试验时,都先用连接式和自由式尽量多的完成基础项目,最后再用推进风洞进行整机试验。


高空台的技术难度在哪?又是如何在短时间内烧掉相当于数百万人口大城市同期消耗的全部水电呢?以某型国产高空台为例,系统主要包括供气系统、试验舱、排气冷却系统,抽气系统和其他附属装置。供气系统包括压气机,加温器,干燥及降温装置,混合器,相应的辅助系统和调温调压阀门等。它负责向试验舱内的发动机提供合适的温度压力湿度和流量空气,由14台离心式压缩机组成,最大供气量达350千克每秒,这个进气效率相当于3台太行发动机一起开动的吸气量,最大供压达4.5个大气压。其中的加温器能够把流量近70千克每秒的常温空气瞬间加热至500摄氏度,加温器,一般叫冲天炉,运行一天所消耗的天然气相当于200万人一天的全部消耗量!而降温装置能够把流量50千克每秒的空气从常温迅速冷却到零下负70度,其制冷量同样相当于200万人同时盛夏吹空调到20度以下,这种强制冷能力,是通过专门的膨胀涡轮达到的。

试验舱内装有被试验的发动机及附属系统,试验舱前舱保持发动机压气机截面上的气流条件,而后舱则模拟飞行高度的大气压和温度。排气系统包括排气扩压器,排气冷却器和抽气机,或称引射器,及各种串并连接管道及阀门等。其中抽气机最大抽气容积流量达到27000立方米每分钟,相当于可以在1分钟内抽光一个大型体育馆内的所有空气。整个系统还有配套的电,水和油系统,控制,数据采集系统等。由于整个系统一旦开动,耗电量和耗水量都相当巨大。一旦开动会对附近大范围的电网造成非常大的压力。因此大部分试验都被安排在电网负荷最小的后半夜进行。但是仍然会引发附近大城市的电力供应出现起伏。大国的这些系统,一般都安排在水源和水电资源都相当丰富的地区,就是要减少试验对大范围电网的压力。

随着某方综合国力的逐渐强大,目前已建成了多座高空试验舱。 例如最近在某省某阳市建成了国内最大的高空台试验基地,其舱体内径为5.7米,比先前国内最大的高空台的直径还要大2米,其高空舱前室可通过的最大常温空气流量约450公斤每秒,比1号舱还要多100公斤每秒!


最大抽气量47000立方米每分钟,也比1号舱多20000立方米每分钟。相当于可以一分钟内抽光鸟巢巨型体育场内的所有空气!可初步满足某方25吨以下推力航空发动机的地面试车需求。进步很大,当然一旦开动,其使用经费将更加惊人。但是和某超50吨推力的实验舱还差很多!不过满足现有的某扇15和某扇20国产大直径涡扇的现阶段试验已经足够。基础条件具备后,会大大加快某扇15和某扇20的定型进度。


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