王超宇

中國航發(fā)南方工業(yè)有限公司 湖南株洲 412002

1 基本原理

AMT 是地面運行的測試引擎，此試車剖面可以直接反映引擎的使用方法。試車剖面應(yīng)考慮到復(fù)雜的任務(wù)在高功率狀態(tài)下狀態(tài)和運行時間和各種重大變化。這里突出了兩個重要的問題：

（1）AMT 必須直接反映外場用法。

（2）AMT 應(yīng)考慮基本操作條件和高壓下的工作時間的變化?；静僮鳁l件決定了試車循環(huán)中任務(wù)剖面中對發(fā)動機造成損傷的部分。而高壓下的工作時間的重要性在于，使用條件的變化會導(dǎo)致低循環(huán)周期和熱疲勞故障損傷模式，以及應(yīng)力斷裂和磨蝕損傷狀況的出現(xiàn)。

2 加速任務(wù)試車研究方法與步驟

AMT 技術(shù)已經(jīng)變得更加全面，并在歐洲和美洲得到廣泛使用，致使許多論文都報道了AMT 的研究和應(yīng)用。例如，F(xiàn)110 發(fā)動機加速任務(wù)試車譜包含六項獨立的測試程序，但是并不存在系統(tǒng)化、完整化地說明如何測試這些程序。

許多國內(nèi)機械工廠已經(jīng)進行了AMT 研究及其測試。主要是對于現(xiàn)有的模型（如渦噴八和渦槳六等）進行測試，目標(biāo)是減少試車時間、提高經(jīng)濟效益。但是，還未能滿足新機壽命測試的需要。

近幾年來，相關(guān)部門結(jié)合新的考核的需要，對AMT 開展了各項研討工作。怎么做是為了是研究出一個完善的、可行的推導(dǎo)方法，并找到一種能夠滿足新機持久性要求的AMT 試車譜。為此，我們以某型發(fā)動機為例，介紹對AMT 的研究方法與步驟。為了合適的AMT 試車譜的推導(dǎo)方法，并獲得可用于耐力分析的AMT 試車譜，我們在AMT 上做了大量研究工作，以下為AMT 的研究方法與步驟。

2.1 研究獲得發(fā)動機外場使用用法或設(shè)計使用用法

眾所周知，通過對軍隊使用情況的調(diào)查和統(tǒng)計，購置發(fā)動機是進行AMT 研究的先決條件。對于新的發(fā)動機，必須分析現(xiàn)有的使用載荷及使用特點，并預(yù)測新機器的使用方法。

AMT 研究所需的使用方法包括：發(fā)動機設(shè)計和部署、任務(wù)混頻、各個任務(wù)的飛行圖譜、工作循環(huán)次數(shù)、各種情況中所用的工作時間等信息。

2.2 確定發(fā)動機綜合任務(wù)譜

通過研究機器負載獲得的任務(wù)剖面要精確得多，并且數(shù)量仍然很大，通常為十幾個及以上。直接對這些任務(wù)剖面進行研究以獲取AMT 試車譜需要大量的工作。因此，可根據(jù)各任務(wù)的載荷特點進行分析，得出綜合任務(wù)譜。

2.3 壽命損傷計算

（1）確定影響發(fā)動機壽命的關(guān)鍵構(gòu)件。航空發(fā)動機由數(shù)以萬計個零件組成，但決定其壽命的零件并不多，它們承載最嚴苛的負載，通常是最先使用的，并且不容易修復(fù)渦輪轉(zhuǎn)子及其它熱端部件。

（2）壽命損傷計算。計算得出各部件的低循環(huán)疲勞使用期限、應(yīng)力斷裂以及它們交互作用的使用期限，并找出發(fā)動機各工作循環(huán)及主要工作狀態(tài)下的負荷對元件使用期限的磨損程度。

3 關(guān)于加速系數(shù)

發(fā)動機加速系數(shù)即是關(guān)鍵性的決定發(fā)動機使用期限的最小加速系數(shù)，也是一項評定AMT 過程的重要指標(biāo)。其在各類工作環(huán)境中的實際工作參數(shù)決定了它的精準(zhǔn)性。目前，從理論上講，想要較準(zhǔn)確地計算出發(fā)動機各零部件及整機的使用壽命，可以利用其承受的不同溫度和應(yīng)力換算其使用期限，這種方法有助于得出特定AMT循環(huán)的加速系數(shù)[1]。

決定加速系數(shù)大小的因素有許多，包括其所飛行任務(wù)剖面中低功率狀態(tài)所占百分比，以及AMT 中發(fā)動機載荷增大的程度等。民用航空發(fā)動機的加速系數(shù)通常為5 到8，軍事通常為2 到3。值得注意的是，對于不同類型的機器以及不同的零件和組件，相同的AMT 具有不同的加速系數(shù)，且它們之間的差異非常大；甚至許多發(fā)動機具有相同的模型，因為它們裝備了不同類型的飛機，從而加速系數(shù)也不同。但是，為了確定發(fā)動機加速度系數(shù)，最合理的AMT 必須確保主要部件的加速系數(shù)和確定其壽命的部件的加速系數(shù)相同。

4 關(guān)于加速試車譜的驗證和修改

在其開發(fā)的前期階段，由于機器使用部門提出的設(shè)計任務(wù)，很有可能達不到試飛操作的標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要經(jīng)常進行檢驗和修改。通常，從發(fā)動機的開發(fā)階段到生產(chǎn)和運行階段，可以根據(jù)實際情況及時考慮執(zhí)行以下的加速試車。

通常，應(yīng)在發(fā)動機首次飛行之前進行加速試車。最短的試車運行時間應(yīng)至少是在第一個飛行測試程序中計劃的使用時間的兩倍，并且該測試運行不應(yīng)在測試飛行引擎上運行[2]。

在設(shè)計的準(zhǔn)備階段，應(yīng)依照型號規(guī)范中規(guī)定的設(shè)計任務(wù)進行循環(huán)，至少運行設(shè)計使用期限的一半時間加速試車。

在生產(chǎn)進行階段，應(yīng)該科學(xué)合理地進行加速試車。相關(guān)工作人員可以模仿從使用用法數(shù)據(jù)中導(dǎo)出的使用任務(wù)循環(huán)。其最短的試車時間應(yīng)是設(shè)計使用期限的一倍。

在執(zhí)行加速模擬實驗時，應(yīng)遵循條件實時任務(wù)1:1 進行測試，并且應(yīng)通過比較要執(zhí)行的兩種試車來檢查等效程度。在缺乏經(jīng)驗時，進行此類試車十分必要。如果在發(fā)動機零件上進行的兩次測試所造成的損壞相差很大，則應(yīng)更改確定循環(huán)的嚴苛程度。此外，還應(yīng)根據(jù)有關(guān)發(fā)動機實際使用的最新信息來更改已經(jīng)確定的旋轉(zhuǎn)。在之后的任務(wù)中，也應(yīng)根據(jù)任務(wù)的改變來合理修改加速模擬試車循環(huán)[3]。

5 結(jié)語

AMT 技術(shù)涉及廣泛，并且只有通過有效實施、設(shè)計、檢驗、生產(chǎn)和應(yīng)用該技術(shù)，才能被有效了解和掌握。相信隨著我國軍事裝備現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，AMT 技術(shù)必然會作為測試機器耐久性的一種重要手段在中國機械的研究和生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。