近日,历时近4个月的AES100发动机高空模拟试验圆满完成。这是继高空燃油结冰、整机结冰吞冰验证后,航空发动机适航审定史上的又一次重大突破。此次高空模拟试验有效验证了AES100发动机在高空极端条件下的工作能力,标志着我国涡轴发动机全面突破高空模拟适航关键技术,填补了国内涡轴发动机适航符合性验证技术研究的多项空白。
AES100发动机自提出型号合格证申请以来备受行业关注,不仅因为它是我国第一款自主创新研制、具有国际先进水平和完全自主知识产权的先进民用涡轴发动机,更因为它是充分践行产品正向设计与正向审定相结合的原则,坚持设计技术与审定技术同步协调发展、共同推进的一款发动机。
高空模拟适航试验是民用发动机适航取证的重要试验之一,通过在封闭的高空试验舱内一系列庞大的空气调节装置,模拟高空的大气压力、温度、湿度、飞行马赫数等,以实现对发动机全工作包线范围内的考核,全面验证不同大气条件下发动机的稳态性能、起动及再起动、瞬态加减速性能,以及控制系统、燃滑油系统在极限情况下的工作能力,被称为“地面上的飞行试验”,是航空发动机研制和审定过程中十分关键的整机试验,也是真实装机试飞前必须开展的一项试验。高空模拟试验涉及的试验设备十分复杂,为圆满完成每一次试验,相关设备的联调联试少则几小时、多则数天,准备时长通常是试验时长的数十倍。因此,它成为发动机适航试验中试验科目最复杂、技术难度最大、试验风险最大、运行成本最高的试验。
AES100发动机高空模拟试验包含审查组制订的6项审定计划中近20个整机试验科目,覆盖发动机工作包线内近300个状态点,其目的是充分验证无论是在模拟高空小表速还是低空大表速等全包线范围内,发动机全程均工作正常,有效识别验证发动机安全边界,规避装机后遭遇的飞行风险。
初期,AES100发动机研制团队面临在试验时进气温度畸变方式难以确定、燃油低温条件难以到达、高空故障注入安全性难以预测、高空遭遇加减速易喘振等难题。为此,中国民航适航审定中心与中国航发共同开展关键技术攻关,提前识别潜在风险,完成多轮试验方案优化迭代,最终成功攻克了发动机进气畸变、燃油低温、故障注入、瞬态遭遇加减速控制等多项关键技术难题,在国内首次完成了压力和温度叠加的进气畸变攻关和全包线整机验证、燃油结冰设计与验证攻关和整机验证、全包线故障注入设计分析和高空全包线整机验证、涡轴发动机瞬态遭遇加减速性能和控制规律攻关及全包线整机验证等,填补了国内涡轴发动机适航符合性验证技术研究的多项空白。