发动机试验数据处理的若干方法与性能的评定

傅希

摘 要：本文主要介绍了航空发动机试验数据的若干处理方法，分析了试验数据处理在航空发动机研制过程中的重要性。本文还对发动机试验性能评定准则进行了阐述，对发动机性能验收试验曲线的制定也进行了详细介绍。

关键词：发动机试验;数据处理;性能评定

中图分类号：TK44 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）06-0067-02

0引言

航空发动机试验中，对所需测量的参数，由前端传感器及变送器等测试仪表将被测物理量转换为稳态数据采集设备可直接处理的电量信号，再由稳态数据采集设备对电量信号进行处理并将其转化成数字形式，最后以通讯的方式传送给稳态数据采集计算机，就得到了当次的试验数据原始文件。但是科研人员在对试验数据的分析过程中，试验数据的处理方法，在航空发动机试验中也是很重要的环节，正确地处理试验数据对获得有代表性结果和更真实反映发动机工作状态具有重要作用。以下对常用的几种数据处理方法进行介绍。

1发动机试验数据常用处理方法

1.1 平均值法

平均值法是各类试验中最常见的求真处理方法，通常包括对试验数据的算术平均和滑动平均。

1.1.1 算术平均法

（1）对同一个参数进行多次测量，取其算术平均值，该平均值更接近真实值，这是提高测量精度，减少随机误差的有效方法。例如：数采系统采集的数据选取n次平均的数据作为测试数据。

1.4 试验数据统计

大量的试验数据统计都是事后进行，也由于一台发动机往往在多个车台试验，完整的自动统计有难度，但完成本车台试验数据实时统计能减少事后统计的工作量，提高试验效率。例如：某型发动机试验主要进行的数据统计如下：

（1）总起动次数：PMS开关位于“慢车”或“飞行”时，起动按扭接通、ngr超过13%表示起动一次;

（2）起动成功次数：起动开始并使ngr超过67%表示起动成功;

（3）统计在某转速转速范围工作时间：例如：90%<

ngr<95%的工作时间;

（4）统计在某高温区工作时间：例如：累计Tt45在880℃～890℃时的工作时间;

（5）起动时间：从起动开始到ngr为67%的时间;

（6）燃气发生器转子余转时间：从ng转速为10%开始计时直到转速为0所用时间。

2 发动机试验性能评定

试验数据经过分析处理后，为了验证发动机的性能是否达到型号规范和合同规定的验收标准，需要根据已处理好的试验数据制定出性能试验的验收曲线。然后再进行以性能评定为目的验收试验。

2.1 发动机试验性能参数的评定原则

对发动机性能参数的规定值，通常只给出发动机在标准大气条件台架试验时应达到的性能指标。发动机在非标准大气条件下试验的实测性能，应按1.3.2小节给出的方法换算为标准大气条件下的性能，将试验参数进行修正。相似原理，只要发动机换算转速相等，则各项性能参数的换算值相等。

2.2 发动机性能验收曲线及其制定

发动机主要工作状态，通常保持工作转速不变，在不同大气条件下试验时，发动机换算转速随大气温度变化。为对发动机性能进行评定，必须制定不同换算转速（或不同大气温度）下的性能参数标准曲线，即性能验收曲线。

2.2.1 发动机性能验收曲线试验条件

准确的发动机性能验收曲线，只能由实际试验测得，进行性能验收曲线试验应具备的条件是：

（1）试验发动机应符合定型的结构状态，发动机设计状态性能和按要求给定的检查点性能应调试合格。在标准大气条件下全面达到各项设计指标要求，并应在3台以上的发动机中选取性能稳定和具有代表性的发动机[2]。

（2）试验用的试验台架应是基准试验台或经过校准的生产用试验台。台架设备及仪器、仪表的测试精度应符合规定要求。

2.2.2 发动机性能验收曲线试验

进行发动机性能验收曲线的试验，必须按照一定的规章程序做试验，认真记录和处理试验数据。其方法是：

（1）性能验收曲线试验应编写专题试验大纲。

（2）在试验大纲中应规定每次试验的具体程序，发动机各种工作状态下必须录取的性能参数。

（3）在实用的大气温度变化范围内的各种大气温度下进行试验，一般可每隔2～5℃试验一点。

（4）对试验数据进行处理和分析统计，写出专题报告，制定出临时性能验收曲线。

2.2.3 发动机性能验收曲線的最终确定

新制定的临时性能验收曲线，经过一定批量生产的检验，对不同发动机在不同大气条件下测得的性能数据进行统计分析，在生产的发动机满足设计性能指标和飞机使用性能要求的条件下，按生产统计数据修订临时性能验收曲线，即可成为供发动机批生产用的性能验收曲线。

2.3 典型发动机性能验收曲线实例[2]（图1）

3 结论

精准的试验数据的处理方法，能让型号科研人员挖掘到需要的数据，获得有代表性结果，从而更真实反映发动机性能状态。经过精准处理过试验数据在进行发动机性能评定工作时，也能更好的为型号研究人员提供可靠的依据和数据支撑，从而更好的掌握发动机的研制情况，对航空发动机的研究工作带来了积极的促进作用。

参考文献

[1] 张宝诚.航空发动机试验和测试技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005.

[2] 陈益林.航空发动机试车工艺[M].北京：北京航空航天大学出版社，2010.