[發明專利]長壽命航空發動機壽命考核加速試車方法

無效

• 申請號: 201110314410.X
• 申請日: 2011-10-17
• 公開（公告）號: CN102749196A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 劉建;喬惠芳;方志強;杜嘉陵;宋貴良;段紅春;夏波
• 申請（專利權）人: 成都發動機（集團）有限公司
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 呂建平

技術領域

本發明屬于航空發動機的試驗技術領域，具體地說，涉及一種長壽命航空發動機的壽命考核加速試車方法，尤其是基于其使用的典型工作狀態情況和壽命消耗等效方法的壽命考核試車技術。

背景技術

早期的航空發動機使用壽命較短，主要采用在給定時間內對發動機進行修理的壽命管理形式，所以傳統的壽命考核方法是按照發動機的實際壽命進行試車考核。這種試車方法簡單，在發動機給定壽命不長的情況下容易實施，比如某型號航空發動機，使用壽命為200小時，每小時消耗燃油1噸，在一個月內就能完成對發動機壽命的考核，考核經費在200萬左右，從時間和經濟上均可以接受。但是隨著航空發動機結構日趨復雜、使用壽命不斷延長，有的已取消定期修理的規定，只是根據實際情況進行維護。這時，如果按照原來的方式進行實際壽命考核試車就存在著耗資多、周期長、試車程序與外場實際使用情況差異大等問題。比如，現在的民用發動機壽命普遍在一萬小時以上，每小時消耗燃油按5噸計算，試車就需要至少兩年時間，僅燃油經費就達5億多人民幣。測試周期長，經費消耗大，讓人無法接受。

戰斗機的主要飛行任務有空中格斗、空對地、低空飛行等幾種情況，如圖2所示。航空發動機于飛機各種飛行任務中的使用狀態(負荷狀態)主要有停車、慢車、中間和最大幾種負荷情況，發動機處于不同的負荷狀態，其油門桿處于不同的檔位位置。發動機處于不同的負荷狀態對發動機的壽命有不同的影響，停車狀態對發動機壽命的影響可以忽略，依次逐漸增大，負荷最大時對發動機的壽命影響最大。傳統的發動機壽命試車考核，不區分發動機不同使用狀態對發動機壽命影響，一律按發動機實際壽命進行試車考核，因此試車考核方法十分不科學，由此帶來了發動機壽命試車考核時間長，費用高。

隨著航空工業的發展，航空發動機的壽命越來越長，生產實踐急需要提供一種更加科學的能夠加速航空發動機壽命考核的試車方法，以解決按照發動機實際壽命進行試車存在的測試周期長，經費消耗大等問題。

發明內容

針對現有技術的發動機壽命試車考核，不區分發動機不同使用狀態對發動機壽命影響，一律按發動機實際壽命進行試車考核存在的問題，本發明的目的旨在提供一種長壽命航空發動機壽命考核加速試車方法，以縮短長壽命航空發動機壽命考核試車周期，降低壽命考核試車費用。

本發明的基本思想是通過推導得到使用中對發動機壽命無損傷或損傷較小的小負荷使用狀態并將其折算成高負荷使用的狀態，以發動機高負荷狀態的時間作為發動機壽命考核時間，從達到有效降低發動機的試驗量和試驗時間。

本發明提供的長壽命航空發動機壽命考核加速試車方法，其主要內容包括：

(1)收集發動機于飛機執行不同飛行任務時的使用情況數據；

(2)根據收集到的發動機使用情況數據，統計發動機在一定時間內的平均起動次數、停車次數、從地面最小穩定工作狀態調整到最大工作狀態的次數、從空中最小穩定工作狀態調整到最大工作狀態的次數，于不同飛行任務所占的比例，于各種使用狀態所占的比例，于不同使用狀態時的環境情況；

(3)在上述統計基礎上，根據發動機的壽命要求、起動次數、停車次數和平均單次飛行時間，確定發動機每次工作所需要的時間和不同工作狀態所分配的時間，不同狀態轉換形式及次數，起動次數；

(4)根據發動機常規使用操作規程，將上述數據融合成發動機典型狀態使用曲線，進而得到反映發動機轉子轉速、發動機內部不同位置處溫度隨時間變化的典型狀態使用曲線；

(5)根據發動機典型狀態使用曲線，采用雨流法，提取發動機負荷的主要、次要使用狀態；

(6)采用持久壽命損傷等效原則，將發動機于不同使用狀態、不同載荷因素情況下的負荷次要狀態時間轉換為發動機高負荷主要狀態時間或予以刪除，構成發動機高負荷狀態使用曲線；

(7)根據測試平臺的使用要求、試驗準備和人員配置編制試車程序，確定發動機實際試驗時間。

在上述技術方案中，發動機于戰斗機執行的飛行任務主要有空中格斗、空對地、低空飛行及其它飛行任務。發動機于飛機執行不同飛行任務時的使用狀態，即為發動機負荷狀態，主要有慢車、中間、最大、狀態轉換、反推和停車幾種狀態形式。其中最大使用狀態為發動機主要負荷狀態，其它使用狀態為次要負荷狀態。發動機于飛機執行不同飛行任務時的使用情況數據可來自于已有飛機的實測數據，也可來自于飛機設計預定的發動機使用要求。對于已有飛機使用情況的數據，具體可從飛機的飛行記錄、飛機履歷表和發動機維修記錄等資料中收集。