стенды для испытаний двигателей

Рис. 1. Открытый стенд.

сте́нды для испыта́ний дви́гателей — комплексные технические устройства для испытаний полноразмерных двигателей в условиях моделирования заданных скоростей и высот полёта. С. д. и. д. имеют приспособления для закрепления двигателя в заданном положении на раме или динамометрической платформе, которые располагаются в боксе или, в термобарокамере, где имитируются условия проведения испытаний.

В комплект стенда входят следующие системы: подачи воздуха из атмосферы или от компрессорных машин (или подачи окислителя от стендовых или транспортных ёмкостей); подачи топлива или специальных горючих компонентов; подачи масла, воды, гидравлических смесей; отвода отработавших газов непосредственно в атмосферу через выпускные каналы с отбойной стенкой, через холодильник газа и шумоглушитель или в эксгаустерные машины, отсасывающие газы и повышающие их давление до атмосферного. Мощность, развиваемая поршневым двигателем, турбовинтовым двигателем, вертолётным газотурбинным двигателем, измеряется на стенде гидротормозом, тяга воздушно-реактивного двигателя, реактивного двигателя — тягоизмерительными системами. Управление технологическим процессом испытания двигателя производится из кабины управления. Для определения основных параметров и характеристик двигателей стенды оснащаются системами для статических измерений температуры, давления, скорости, расхода жидкости и газа, крутящего момента, частоты вращения, механических колебаний.

Наибольшее распространение получили открытые стенды, на которых производится имитация окружающих условий, близких к атмосферным. Испытательные стенды (рис. 1) изолированы от других помещений и имеют всасывающую часть с шумоглушителем 1, рабочую часть 2, в которой устанавливаются двигатель и испытательное оборудование, выпускную часть 3 с шумоглушителем. Двигатель 1 (рис. 2) устанавливается на стойки и закрепляется в силовых узлах корпусов. Стойки жёстко связаны с динамометрической платформой 2, которая выполняется в виде сварной рамы и опирается или подвешивается на пластины (шарниры) 3. Другие концы пластин крепятся к раме 5 или к подвижным термокомпенсационным опорам. Упругие пластины воспринимают вес платформы, двигателя, вспомогательных устройств и выдерживают боковые усилия. Силоизмерительное устройство 4 уравновешивает и измеряет тягу и состоит из рычажного редуктора, весовой головки, датчика усилий (виброчастотного, тензорезисторного или гидравлического), показывающего устройства.

На рис. 3 приведена схема стенда с гидротормозом. Двигатель 2 с подмоторными стойками укрепляется на станине 6, и его свободная турбина 3 или вал соединяется с гидротормозом 5 (у турбовинтового двигателя при гидротормозных испытаниях гидротормоз соединяется непосредственно с компрессором). Валы устанавливаются соосно с высокой точностью и соединяются при помощи муфты 4. Воздух к двигателю поступает через лемнискатный насадок 1.

Тип С. д. и. д. определяется в зависимости от метода моделирования скорости и высоты полёта. Так, кроме рассмотренных испытательных стендов используются стенды с камерой разрежения, на которых обеспечиваются испытания двигателей при давлениях на срезе реактивного сопла ниже атмосферного; стенды с наддувом и подогревом воздуха, где двигатели испытываются при заданных температуре и давлении воздуха; высотно-скоростные стенды с присоединённым воздухопроводом или с аэродинамическим соплом, на которых испытываются двигатели с охлаждением или подогревом воздуха до заданной температуры, при различном давлении воздуха на входе, а также при различных давлениях газа на срезе реактивного сопла, в том числе и на неустановившихся режимах работы, и с изменением углов атаки. Для таких стендов необходимы уникальные системы охлаждения и подогрева воздуха, компрессорные станции и эксгаустерные машины, запорные и регулирующие органы, разнообразные электрическое оборудование и гидравлические устройства, объединённые в комплекс высотной станции.

Ю. З. Шатин.

Рис. 2. Рабочая часть стенда с двигателем.

Рис. 3. Схема стенда с гидротормозом.