从涡扇15首飞略谈国产航空发动机的飞前试验_风闻

刘大响院士上个月在2022中国航空产业大会暨南昌飞行大会上发表演讲期间透露了国产隐身战斗机歼20的正选动力——涡扇15已经首飞的消息。

而上次刘院士提到涡扇15的时候应该是2018年7月份，当时他说涡扇15已经进行了高空台测试。现在到了2022年底，涡扇15已经首飞，那就是开始了飞行试验。

根据我国的相关国家军用标准规定，航空发动机的检验分为两大类：鉴定检验和质量一致性检验。鉴定检验对应于发动机的研制阶段。质量一致性检验就是批产之后的事了。鉴定检验又分三部分：初始飞行前试验、设计定型试验和生产定型试验。质量一致性检验包括了A组检验（验收检验）和C组检验（周期检验）。所以根据刘院士透露的信息，涡扇15已经走过了鉴定检验里第一阶段的飞行前试验。

在飞前试验里要做哪些测试呢？

国军标规定，不管你这个发动机是飞前试验还是定型试验，雷打不动地都要在试验前对发动机的电子和电气设备进行不少于52小时的初始运转试验。这里的52小时是指设备的“接通”时间。分成13个试验循环，每个循环4小时。每个循环里环境温度从零下40摄氏度升高到85摄氏度。不仅如此，对温度的变化率也有要求，每分钟不得小于5摄氏度。而且在前三个循环中，所有设备要依次承受在X、Y、Z三个方向上施加的15分钟随机振动。如果在循环试验中，上述电子电气设备有失效的，那么就要在修复后重做这13个循环，直到通过。之后要按照室温、规定的海平面最高温度、规定的海平面最低温度、室温的顺序对设备做性能检查。上一版国军标对电子电气设备没有13个循环52小时这个规定。

上面是开胃菜，下面的持久试车才是正餐。

飞前试验的****持久试车只进行至少60小时。但在这之前和之后还有各自5个小时的递增递减阶梯试车及遭遇试车。在我看来遭遇试车是要求最高（最变态）的。每次****遭遇试车持续一个小时，模拟的基本就是空战中油门忽大忽小的状态。分成五组十六个循环，都是那种一会儿最大推力一会又慢车之类的推力瞬变。比如说第一组四个循环就是油门在慢车位置4分钟，然后猛增到最大推力保持30秒（正负3秒），总共折腾4次，一共18分钟。还有一组是油门慢车，然后推到中等推力时，等到发动机到了最小喘振裕度（就是快要进气不畅）的时候再推回慢车状态。这么折腾3次，共计9分钟……反正就是各种折腾发动机。总共两小时的遭遇试车，这已经不错了，上一版国军标这种遭遇试车的折腾时间更长，有6轮，每轮39分钟，共计234分钟，接近4个小时。

持久试车倒不是让发动机一次点着了就一直在那转上60个小时。标准规定了要起动至少100次。这100次里可以有至少32次起动前的停车时间不少于2小时。听起来还是很贴心的是吧？还有更贴心的，要有18次起动间隔大大短于2小时，分别是5分钟、10分钟……以此类推到间隔90分钟。而且这18次都在发动机中间状态运行了30秒钟之后立即停车，没有慢车状态给你过渡。另外还要有10次的假起动和10次再起动。假起动是加油不点火。再起动是停车后14分钟内启动。记住了，所有的起动在达到慢车状态后必须在0.5秒内推油门到指定试车位置。相比之下上一版国军标起动次数少，只要求至少60次，假起动和再启动也各自只有5次。

哦，还忘了一条，在持久试车的时候，只要是中间推力及以上状态，必须通过发动机控制系统把第一级涡轮转子进口温度调到比最高稳态燃气温度再高30摄氏度的状态。上一版国军标的飞前试验里没有这个温差，是在定型试验的持久试车才有温差，而且只有8摄氏度。

发动机的飞前试验都已经有这么多内容了，可想而知后面的设计鉴定试验和生产鉴定试验会让人更加头大。但是为了驰骋天际的战斗机能有一颗强健的心脏而不至于在关键时刻掉链子，就必须在地面上放手地折腾它。