[科普中国]-露天试车台

背景

航空兵器是国防武器系统的重要组成部分是现代战争中最常用、效能最大的武器之一，而动力装置是航空兵器的心脏，直接关系到航空兵器的作战性能和更新换代。与飞机研制相比我国航空发动机与先进国家的差距更大，尤其是大涵道比涡扇发动机还空缺，它严重影响了飞机研制进度和国防建设，也制约了我国大型飞机和民机的发展。

现代高性能发动机飞行包线越来越宽，要求发动机能够在更加恶劣的环境下稳定工作。这就对发动机的性能、可靠性和耐久性提出了更高的要求，发动机的试验验证内容更加完善，尤其是民用航空动力的验证科目就更多。因此，在发动机研制中需严格贯彻GJB241- 87航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》和民用航空动力户大型运输机动力)适航性要求，而其中相当一部分重要试验科目必须在露天试车台上进行。如:发动机基准试车，吞咽试验侨鸟、吞砂、吞水、吞冰、吞火药气体)，包容性试验，转子结构完整性试验，环境结冰试验、腐蚀敏感性试验等环境试验，发动机低循环疲劳试验，发动机噪声场、雷达横截面、红外线辐射测量发动机姿态试验陀螺试验。

试验任务作为航空发动机的研制手段担室内试车台无法承担的试验任务露天试车台可承主要有：

(1)无法在室内试车台上实施的许多考核试验，如环境试验、吞咽试验、噪声场测量、雷达横截面测量、红外辐射测量、陀螺试验、姿态试验以及侧风和反推力试验等。

(2)具有较大破坏性和危险性的试验。为减少破坏后的损失，降低修复需要的人力、时间和经费，保证人的安全，节省防护费用，最好利用室外试车台进行调试。如发动机的各种吞咽试验、包容试验、超转试验以及x射线测量和腐蚀敏感性试验等。

(3)由于建筑结构承力和费用的限制，室内试车台试车间的横截面不可能无限制地增大，这就限制了室内试车台的试验能力。美国GE公司研制的GE-90发动机(推力约520 kN)的试验均是在室外试车台上进行的。因此，从我国发展大型飞机着眼，从军民兼顾、长远发展来看，要研制大流量、大推力的航空发动机必须建设满足相关功能的室外试车台。1

国外露天试车台概况据不完全统计，截止2008年，美国普拉特·惠特尼（PW）公司有2个露天试车台区共17座试车台，美国通用电气(GE)公司有2个露天试车台区共11座试车台，英国罗尔斯·罗伊斯(RR)公司露天试车台区有4座试车台，法国国营航空发动机研究制造公司(SNECMA)露天试车台区有4座试车台，俄罗斯彼尔姆设计局露天试车台区有4座试车台。

无论是美国GE和PW公司，还是英国RR公司、法国SNECMA和俄罗斯PERM都具有相当规模的露天试车台区。这些航空强国早在上世纪60年代末70年代初针对第三代发动机研制的需要，在研制开始之前就进行了大规模的试验设备建设，这些设备的技术方案侧重于真实构件和实际工况下的综合试验，这些设备有力地保障了第三代发动机的研制，在航空发动机研制工作中发挥了重要作用并为后续发展奠定了基础。

美国通用电气公司美国通用电气公司航空发动机集团(GEAE)是世界上最大的航空发动机设计和研制厂商之一。总部所在地伊文代尔，有两个露天试车台区，分别在皮勃尔斯试验中心和爱德华兹空军基地试验中心。

皮勃尔斯试验中心是GE公司的一个进行发动机鉴定试验的野外试车区。它距伊文代尔总部85km，在那里建有9座露天试车台，4个室内试车台，两个装配厂房。可进行发动机性能、耐久性、噪声和消声、吞水、侧风等试验。具有代表性的有4A, 4D,4E,6A露天试车台。自1955年投入使用以来，皮勃尔斯试验中心成为GE公司航空发动机整机试车和评估研究的一个重要组成部分，几乎GE公司所有的发动机都在这里进行基本研究和实际硬件评估。

爱德华兹空军基地试验中心有两座露天试车台用于矢量推力发动机调试和排放发散测试。

美国普拉特惠特尼公司总部设在美国康涅狄克州东哈特福德市的PW公司成立于1925年，是世界上著名的航空发动机设计和研制商。有两个露天试车台区，分别设在佛罗里达州西棕搁海滩和康涅狄克州哈特福德市。佛罗里达州西棕搁海滩是PW公司发动机和航天推进系统部所在地，该露天试车台区有8座试车台，这些试车台用于进行侧风、噪声、红外、吞咽、包容、反推力、低循环疲劳、海平面性能和耐久性试验。具有代表性的有C10,C11,C12,C14和A1等海平面室外发展试车台。康涅狄克州哈特福德市东的露天试车台区有9座露天试车台，建造于1972年前，这些试车台用于进行测风、噪声、红外、吞咽、包容、反推力、低循环疲劳、海平面性能调试和耐久性试验。具有代表性的有X308室外噪声研究试验台和X314等4个海平面室外试车台。

美国海军推进动力研究中心美国海军推进动力研究中心位于新泽西的莱克赫斯特。该中心有3座露天试车台，分别为陀螺试验台、多功能试验台和姿态试验台，用于性能、耐久性、陀螺、反推力和姿态等试验。具有代表性的是陀螺试验台。该试验台是世界上唯一能进行陀螺试验的试验设备，已成功用于J52、F109、T800和F414等发动机试验。该设备也可用于红外及外来物吸入等的静态试验。

英国罗尔斯.罗伊斯公司英国RR公司是英国最大的航空发动机公司，也是欧洲最大的航空发动机公司，在达比市东北约32 km诺丁汉的赫克耐尔有一个露天试车台区，共有4座露天试车台，编号分别为6号、7号、9号和11号试车台，用于侧风、噪声、吞咽、包容、反推力、X射线及地面性能调试和耐久性试验。

法国国营航空发动机研究制造公司法国SNECMA公司有一个露天试车台区，在巴黎维拉罗什试验中心，有4座露天试车台，用于海平面、外物吞咽、侧风和反推力试验等。其中一座试车台配备有高能X射线间隙测量装置，用来测量发动机转/静子轴向和径向间隙。

国内露天试车台建设情况上海航空发动机露天试车台建于1983年最大推力15 0 kN。由于试验时发动机噪声扰民无法解决，现在已经停止使用。

西安飞行试验研究院露天试车台建于1987年，最大推力100 kN，配有侧风源装置，可进行侧风试验。由于距离住宅区较近，同样存在噪声扰民问题无法解决。

438号露天试车台建于1996年，试车台建在试飞院的滑行跑道旁，最大推力200 kN，可进行200 kN以下推力的涡喷、涡扇发动机的性能标定，可进行发动机噪声测量;可校准同等推力的室内试车台。

建设露天试车台选址原则（1）露天试车台建在远离办公区和居住人口较少的城市远郊区或空矿山区。为了使发动机试验更接近于未来真实工作状态，露天试车台是不建消声装置的。所以，露天试车台周围相当一段范围内最好没有办公区、住宅区，或者办公区、住宅区与露天试车台区之间具有天然的隔音屏障(如山坡)。这样可以防止噪声扰民，不至于象上海航空发动机露天试车台和西安266号试车台那样建成后无法正常投入使用，使国家资源得不到充分合理利用。

（2）露天试车台建在远离烟尘、粉尘、沙尘暴频繁及有害的污染源地区，同时应远离对发动机或试验设备腐蚀较严重的环境。这样既可避免对发动机造成不必要的危害也有利于试车台的维护提高其利用率和使用寿命。

（3）露天试车台区建在海拔高度不超过3 km的地质条件比较稳定的开阔地带。绝对海平面试车台是不可能存在的，但根据试验研究表明，可以通过70 kPa环境压力下的发动机地面试验来确定发动机在标准大气海平面静止条件下的性能，并且试验数据修正量小，试验结果与标准状态很接近。

（4）露天试车台区周围应无强磁场和振动源，以免影响试车台的正常使用和试验测试精度。

（5）露天试车台区风向应比较稳定，风速较低，这样才能提高试车台的利用率。

（6）露天试车台区建在淡水资源、电力资源充足的地区，这样才能保证试车台正常使用。

（7）露天试车台区建在交通便利、通讯发达地区，这样有利于物资的运输和对外的沟通、联系。

（8）露天试车台区建在大型试验基地附近或与大型试车台整合以便于充分利用资源和维护管理，有利于露天试车台的建设和发展，有利于职工队伍的稳定有利于节省建设投资。2