從渦扇15首飛略談國產航空發動機的飛前試驗_風聞

劉大響院士上個月在2022中國航空產業大會暨南昌飛行大會上發表演講期間透露了國產隱身戰鬥機殲20的正選動力——渦扇15已經首飛的消息。

而上次劉院士提到渦扇15的時候應該是2018年7月份，當時他説渦扇15已經進行了高空台測試。現在到了2022年底，渦扇15已經首飛，那就是開始了飛行試驗。

根據我國的相關國家軍用標準規定，航空發動機的檢驗分為兩大類：鑑定檢驗和質量一致性檢驗。鑑定檢驗對應於發動機的研製階段。質量一致性檢驗就是批產之後的事了。鑑定檢驗又分三部分：初始飛行前試驗、設計定型試驗和生產定型試驗。質量一致性檢驗包括了A組檢驗（驗收檢驗）和C組檢驗（週期檢驗）。所以根據劉院士透露的信息，渦扇15已經走過了鑑定檢驗裏第一階段的飛行前試驗。

在飛前試驗裏要做哪些測試呢？

國軍標規定，不管你這個發動機是飛前試驗還是定型試驗，雷打不動地都要在試驗前對發動機的電子和電氣設備進行不少於52小時的初始運轉試驗。這裏的52小時是指設備的“接通”時間。分成13個試驗循環，每個循環4小時。每個循環裏環境温度從零下40攝氏度升高到85攝氏度。不僅如此，對温度的變化率也有要求，每分鐘不得小於5攝氏度。而且在前三個循環中，所有設備要依次承受在X、Y、Z三個方向上施加的15分鐘隨機振動。如果在循環試驗中，上述電子電氣設備有失效的，那麼就要在修復後重做這13個循環，直到通過。之後要按照室温、規定的海平面最高温度、規定的海平面最低温度、室温的順序對設備做性能檢查。上一版國軍標對電子電氣設備沒有13個循環52小時這個規定。

上面是開胃菜，下面的持久試車才是正餐。

飛前試驗的****持久試車只進行至少60小時。但在這之前和之後還有各自5個小時的遞增遞減階梯試車及遭遇試車。在我看來遭遇試車是要求最高（最變態）的。每次****遭遇試車持續一個小時，模擬的基本就是空戰中油門忽大忽小的狀態。分成五組十六個循環，都是那種一會兒最大推力一會又慢車之類的推力瞬變。比如説第一組四個循環就是油門在慢車位置4分鐘，然後猛增到最大推力保持30秒（正負3秒），總共折騰4次，一共18分鐘。還有一組是油門慢車，然後推到中等推力時，等到發動機到了最小喘振裕度（就是快要進氣不暢）的時候再推回慢車狀態。這麼折騰3次，共計9分鐘……反正就是各種折騰發動機。總共兩小時的遭遇試車，這已經不錯了，上一版國軍標這種遭遇試車的折騰時間更長，有6輪，每輪39分鐘，共計234分鐘，接近4個小時。

持久試車倒不是讓發動機一次點着了就一直在那轉上60個小時。標準規定了要起動至少100次。這100次裏可以有至少32次起動前的停車時間不少於2小時。聽起來還是很貼心的是吧？還有更貼心的，要有18次起動間隔大大短於2小時，分別是5分鐘、10分鐘……以此類推到間隔90分鐘。而且這18次都在發動機中間狀態運行了30秒鐘之後立即停車，沒有慢車狀態給你過渡。另外還要有10次的假起動和10次再起動。假起動是加油不點火。再起動是停車後14分鐘內啓動。記住了，所有的起動在達到慢車狀態後必須在0.5秒內推油門到指定試車位置。相比之下上一版國軍標起動次數少，只要求至少60次，假起動和再啓動也各自只有5次。

哦，還忘了一條，在持久試車的時候，只要是中間推力及以上狀態，必須通過發動機控制系統把第一級渦輪轉子進口温度調到比最高穩態燃氣温度再高30攝氏度的狀態。上一版國軍標的飛前試驗裏沒有這個温差，是在定型試驗的持久試車才有温差，而且只有8攝氏度。

發動機的飛前試驗都已經有這麼多內容了，可想而知後面的設計鑑定試驗和生產鑑定試驗會讓人更加頭大。但是為了馳騁天際的戰鬥機能有一顆強健的心臟而不至於在關鍵時刻掉鏈子，就必須在地面上放手地折騰它。