陳東風他們完成核心機的組裝后,也沒怎么耽擱,很快把核心機拿到實驗室的發(fā)動機測試臺上,開始了點火測試前的準備工作。
核心機的測試不是一件簡單的工作,還要和楊輝的滑油系統(tǒng)、燃料噴嘴系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)進行配合。不然光禿禿的一個核心機想點火都點不了。
陳東風也沒有核心機的測試經驗,在黃恒的設計下,核心機的測試項目包括氣動、熱力性能測試和結構強度測試。主要參數(shù)有溫度(燃燒式、兩渦輪前后)、壓力(壓氣機前后,燃燒室)、流量(空氣、燃油、滑油)、轉速、推力、尾噴氣流流速、整體振動、轉子扭矩、整體功率、點火能量等。
當然所謂的核心機測試當然少不了各種傳感器的組裝,正式要在測試過程中,通過傳感器測量推力、扭矩、燃油耗量、壓力、和溫度等。得到這些數(shù)據(jù)后,經過計算就可以得到發(fā)動機的整體性能了。
這些測試項目已經是簡單的不能再簡單了,當然主要原因還是陳東風在設計的時候選擇的結構比較簡單。比如單轉子結構、離心式壓氣機、聯(lián)管燃燒室、離心式渦輪等都是四十年代到六十年代的技術。
而且航模發(fā)動機的推重比小,速度離音速還差很遠,飛行高度不超過5000米(一般使用情況下也就在1000米左右),這也給航模發(fā)動機的測試帶來了便利。一是不需要進行高臺(兩萬米左右)測試,二是模擬氣流的速度遠遠低于音速(200-400km/h),這些都能極大的縮短測試時間。
等陳東風和楊輝把傳感器、子系統(tǒng)搭建好后,在黃恒的指導下,開始設計測試的表格,以及對數(shù)據(jù)的處理方式。等這一起準備就緒后,就真正的開始了第一次嘗試點火。
陳東風也沒有選擇刻意的挑選個好時候什么的,準備工作做完,和各小組通報后,邀請大家一起到實驗室見證核心機的第一次點火。
在啟動系統(tǒng)的幫助下,風扇開始了逐漸的變快,通過測試臺上燃燒室壓力的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)已經達到了點火條件,陳東風當機立斷的按下了點火按鈕,燃料噴嘴根據(jù)壓氣機擴壓器內的壓力大小自動調制噴嘴開度。燃燒室第一次有了霧化的燃料,在點火器的作用下,燃燒室的燃料劇烈燃燒,渦輪開始加速旋轉,尾部噴口第一次流出來熾熱的氣流。
原本預計第一次點火只要2分鐘就達到目標的,然后陳東風看核心機為出現(xiàn)明顯異常,果斷把時間提高到10分鐘。
這10分鐘的時間不長,可是陳東風的內心是無比緊張的。一是他擔心如果出現(xiàn)重大設計缺陷導致核心機出現(xiàn)嚴重的故障,這不僅會拖慢核心機研發(fā)的進度,而且更會拖了整個項目的后腿;二是他擔心如果失敗會辜負黃老院長的期望,造成重大的金錢浪費。就在這忐忑不安中10分鐘的時間結束,他松了口氣,關停了核心機燃料噴嘴和點火系統(tǒng),核心機在咆哮聲在逐漸減少,到最后徹底停了下來。
他還沒來得及說哈,楊輝三人就把他抱住了他,搞得比陳東風他自己還激動。他們不住的拍打陳東風的后背,語無論其,激動的說:“東風我們成功了,成功了...”
三位老師也是很欣慰,在旁邊鼓掌致敬。即使這只是個航模的核心機,設計也不是用的最新的技術,但是把這些過時的技術組合成一個精密的核心機,而且第一次就點火試車成功,這不僅體現(xiàn)了設計者對技術的整合能力,也體現(xiàn)了設計者扎實的理論計算。
等大家激動完后,陳東風和楊輝開始了對數(shù)據(jù)的整理。楊輝主要是對滑油系統(tǒng)、燃料噴嘴系統(tǒng)和啟動系統(tǒng)的測試?;拖到y(tǒng)一是要監(jiān)控是否潤滑均勻,二是要監(jiān)控各部位溫度有無異常。燃料噴嘴系統(tǒng)一是要測量燃料開度和發(fā)動機推力的關系,二是要檢測燃料霧化的能力。啟動系統(tǒng)一是要測量得出轉子轉速和啟動的關系即什么時候推出啟動系統(tǒng)的問題,二是測量啟動消耗的電能。
楊輝的這些項目都要和陳東風配合,在一次次的試車過程中收集數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。
陳東風在收集分析數(shù)據(jù)之余,還要在每次點火試車前對核心機進行結構狀態(tài)檢查,而且在他設計的大修時間(50小時)到達后,還要把核心機拆開,一個一個的零件進行檢查,查看是否有損傷,好為后面編寫維修手冊進行數(shù)據(jù)收集。好在這個航模的核心機也就15kg重,體積也不大,在楊輝的幫助下,兩人也能進行拆卸組裝。
核心機的測試過程是無聊的,繁瑣的,緊張的。每時每刻陳東風都要盯著測試臺上的各個傳感器數(shù)值顯示器,生怕一個疏忽導致關停不及時而讓核心機遭受不可逆的嚴重故障。例如陳東風在尋找到壓氣機喘振的極限轉速的時候,就要緊緊的盯著壓氣機個部位的壓力傳感器,生怕一個不小心,喘振發(fā)生的時間過長,導致壓氣機葉片斷裂。
陳東風設計的核心機壽命在300-400小時左右,這意味著每次他點火30分鐘,那么他要進行800-1000次的點火試車實驗,而且在這過程中還要不斷的檢修,更換零部件。最難更換的就是燃燒室噴嘴和點火火器了,他要先先把各個火焰筒和機匣拆卸下來,然后才能進行更換,最后還要一個個的復原。這一來一去沒有3個小時是完成不了的。
而且隨著核心機的壽命逐漸的接近末期,需要更換的零部件就會越來越多,這也導致了后期他的主要工作就是在不斷的拆卸安裝核心機。所謂的核心機壽命,不是指在其壽命時間里面不需要更換零部件,而是指更換的成本小于更換一個新的發(fā)動機的成本。還要綜合的評估其全壽命的平均成本,才能得出一個比較合理的發(fā)動機壽命時間。
等這一臺核心機報廢,時間已經到了九月下旬了,在這將近兩個月的時間,陳東風穿梭于教室和實驗室之間,忙的是腳不沾地,恨不得把自己給劈成兩半。好在其他的小組測試時間沒有他那么密集,經常會來幫忙,這才讓他把這個測試工作縮短到了兩個月內。
好在黃恒在驗收他的測試數(shù)據(jù)和維修方案后,并沒有否定他的成果,而且很肯定的說這臺航模的核心機可以定型了。當然陳東風心中依然掛念著渦輪葉片的事,不過這個改進工作可以等到以后的改進型號中實驗。