基本介紹
- 中文名：氣動流場
- 外文名：The aerodynamic flow field
- 學科：航空航天
- 類型：飛行術語
- 套用：設計階段
- 重要性：有必要作專門的研究和討論
簡介,參數指標,均勻性指標,穩定性指標,
簡介
航空發動機試車台在進行建造和主體改造之前的設計階段，必須充分考慮氣動力和流場品質等方面的要求。由於現代軍機和民用發動機的尺寸和空氣流量不斷增加，試車間流量和尺寸也要求較大。對於露天試車台來說，需要更多的考慮到氣象條件對氣動和流場的要求，這些都是造成相應的設計難度和投資風險增大的原因。根據國外一些先進試車台的調查情況，對照國內發動機試車台的設計資料，可以看出對試車台氣動力和流場要求的側重點已出現一些顯著的變化。因此，有必要對試車台的氣動流場作專門的研究和討論。
參數指標
均勻性指標
羅·羅公司在對發動機與飛機進氣道匹配問題的研究中，為確定進氣道帶來的流場分布不均勻狀況，採用了總壓畸變指數這一指標。藉助此概念，我們可以定義試車間某一截面處的局部總壓畸變度D：
式中P表示測量截面上各點的局部總壓，
和q分別表示測量截面上的平均總壓和平均動壓。
將整個流場截面上局部總壓畸變度的最大值和最小值表示如下：
可以通過吹風試驗來實測試車間總壓畸變度D的分布狀況，通過控制
和
獲得流場均勻性很好的車台設計方案。羅羅公司曾利用多點組合式測壓耙來測量縮尺比例飛機進氣道模型的壓力畸變圖譜，進而製造出畸變板來試驗發動機的抗畸變性能。對於試車台設計中的流場畸變分析則未見有關報導，分析認為採用合理的進排氣設計和導流層板可以明顯減小畸變的影響，但大的畸變是絕對不允許的。國內在試車台建造過程中曾發生過發動機進氣道前流場有大渦旋而造成試車台不能投入使用的問題。
穩定性指標
室內試車台設計對流場品質影響較大的另一個重要參數是旁路比a，即引射係數，a的定義如下：
式中
表示試車間的總空氣流量，
表示進入發動機的空氣流量。
研究發現a值至少應大於0.8，否則發動機進口氣流不穩定，對發動機試車質量和安全造成很大的影響。解決試車間氣動問題行之有效的方法是設計前採用一定比例試車間吹風模型來進行研究。具體的方法是做一帶進氣和排氣塔的試車台模型，對有無發動機工作通過吹風來實測試車間的流場特性，發動機工作模擬採用通氣和噴流模型。這樣在正式設計開始之前基本掌握了試車台的氣動特性，也就極大地減小了建颱風險。
