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基于大型结冰风洞的航空发动机结冰与防冰试验技术

赖庆仁 柳庆林 郭龙 张平涛 易贤

赖庆仁, 柳庆林, 郭龙, 等. 基于大型结冰风洞的航空发动机结冰与防冰试验技术[J]. 实验流体力学, 2021, 35(3): 1-8. doi: 10.11729/syltlx20200067
引用本文: 赖庆仁, 柳庆林, 郭龙, 等. 基于大型结冰风洞的航空发动机结冰与防冰试验技术[J]. 实验流体力学, 2021, 35(3): 1-8. doi: 10.11729/syltlx20200067
LAI Qingren, LIU Qinglin, GUO Long, et al. Icing and anti-icing test technology of aero-engine based on large-scale icing wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2021, 35(3): 1-8. doi: 10.11729/syltlx20200067
Citation: LAI Qingren, LIU Qinglin, GUO Long, et al. Icing and anti-icing test technology of aero-engine based on large-scale icing wind tunnel[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2021, 35(3): 1-8. doi: 10.11729/syltlx20200067

基于大型结冰风洞的航空发动机结冰与防冰试验技术

doi: 10.11729/syltlx20200067
详细信息
    作者简介:

    赖庆仁(1987-), 男, 湖南平江人, 工程师。研究方向: 低速风洞试验和飞行器结冰与防除冰。通信地址: 四川省绵阳市涪城区二环路南段6号(621000)。Email: 13402386096@163.com

    通讯作者:

    易贤, E-mail: yixian_2000@163.com

  • 中图分类号: V211.7

Icing and anti-icing test technology of aero-engine based on large-scale icing wind tunnel

  • 摘要: 航空发动机结冰和防冰过程复杂,数值计算无法对其进行准确模拟,因此试验研究是发动机研究过程中必不可少的手段。我国首座大型结冰风洞已具备开展飞机翼段结冰试验的能力,有必要进一步发展航空发动机结冰与防冰试验技术,以满足下一步我国航空发动机型号设计与适航取证的需求。依托3 m×2 m大型结冰风洞,发展了进气模拟技术和热气供气技术,提出了一套结冰风洞试验流程及方法,并针对某型航空发动机进气部件开展了结冰风洞验证试验。结果表明:试验可真实模拟发动机内外流耦合和压气机引气防冰状态,且提出的结冰风洞试验流程及方法合理可行,实现了试验动态过程监测及进气道内流场压力测量,为下一步我国航空发动机结冰防护系统设计与安全适航符合性验证提供了技术支撑。
  • 图  1  3 m×2 m结冰风洞轮廓图

    Figure  1.  Layout of 3 m×2 m icing wind tunnel

    图  2  进气模拟系统设计图

    Figure  2.  Design diagram of inlet simulation system

    图  3  进气模拟系统

    Figure  3.  Inlet gas simulation system

    图  4  主管道流量标定

    Figure  4.  Flow calibration of main pipe

    图  5  热气供气系统

    Figure  5.  Hot-air supply system

    图  6  热气供气系统工作流程图

    Figure  6.  Working flow chart of hot-air supply system

    图  7  热气流量阶跃响应

    Figure  7.  Step response of hot-air flow

    图  8  温升曲线

    Figure  8.  Temperature rise curve

    图  9  压力控制曲线

    Figure  9.  Pressure control curve

    图  10  结冰试验流程

    Figure  10.  Icing test procedure

    图  11  微型摄像监视系统布置安装拍摄效果

    Figure  11.  Installation and shooting of miniature camera

    图  12  测压点布置示意图

    Figure  12.  layout of Piezometric points

    图  13  测压耙安装示意图

    Figure  13.  Installation diagram of pressure rake

    图  14  试验模型安装图

    Figure  14.  Installation diagram of test model

    图  15  结冰增长试验照片

    Figure  15.  Picture of ice growth test

    图  16  压力分布图

    Figure  16.  Pressure profile

    图  17  热气防冰试验照片

    Figure  17.  Picture of hot-air anti-icing test

    图  18  防冰试验动态过程照片

    Figure  18.  Picture of anti-icing test dynamic process

    表  1  3 m×2 m结冰风洞性能参数

    Table  1.   Performance parameters of 3 m×2 m icing wind tunnel

    Content Main test section Secondary test section High speed test section
    Size/m 3.0×2.0×6.5 4.8×3.2×9.0 2.0×1.5×4.5
    Speed/(m·s-1) 21~210 8~78 26~256
    Temperature/℃ Normal ~ -40
    Humidity/% 70~100
    Altitude/m 0~20 000
    LWC/(g·m-3) 0.2~3.0
    MVD/μm 10~300
    Uniformity 60% of section
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-25
  • 修回日期:  2020-07-28
  • 刊出日期:  2021-06-25

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    《实验流体力学》编辑部

    2021年8月13日