燒錢(qián)巨獸高空臺(tái)2


前文說(shuō)到,高空臺(tái)其實(shí)就是一種專(zhuān)門(mén)試驗(yàn)航空和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的特殊風(fēng)洞,而他比測(cè)試飛機(jī)整體飛行性能的風(fēng)洞更復(fù)雜,因此一旦運(yùn)行,消耗的水電更加驚人。高空臺(tái)一般分為連接式,自由射流式和推進(jìn)風(fēng)洞式等幾種。連接式高空臺(tái)主要用于模擬發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)進(jìn)口截面到尾噴管排氣截面的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部熱力過(guò)程的,它是把進(jìn)口空氣直接輸進(jìn)壓氣機(jī)進(jìn)口,因此得名。
與連接式高空臺(tái)僅能模擬發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部氣流流動(dòng)試驗(yàn)不同,自由射流高空臺(tái)是把進(jìn)氣道和發(fā)動(dòng)機(jī)連接在一起試驗(yàn)的,因?yàn)樵黾恿藲饬魍ㄟ^(guò)進(jìn)氣道這一過(guò)程,它的模擬就比連接式更真實(shí)。
推進(jìn)風(fēng)洞式高空臺(tái)則更先進(jìn),它是把整個(gè)完整的發(fā)動(dòng)機(jī)拿進(jìn)閉式風(fēng)洞試驗(yàn)艙進(jìn)行試驗(yàn),由于它是對(duì)完整的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn),可以更逼真的反映發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作狀態(tài),但它個(gè)頭也是最大,需要的試驗(yàn)艙氣源功率也是最大,每次開(kāi)車(chē)試驗(yàn)花的錢(qián)也更驚人!所以從經(jīng)濟(jì)和節(jié)約角度考慮?,一般進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)時(shí),都先用連接式和自由式盡量多的完成基礎(chǔ)項(xiàng)目,最后再用推進(jìn)風(fēng)洞進(jìn)行整機(jī)試驗(yàn)。

高空臺(tái)的技術(shù)難度在哪?又是如何在短時(shí)間內(nèi)燒掉相當(dāng)于數(shù)百萬(wàn)人口大城市同期消耗的全部水電呢?以某型國(guó)產(chǎn)高空臺(tái)為例,系統(tǒng)主要包括供氣系統(tǒng)、試驗(yàn)艙、排氣冷卻系統(tǒng),抽氣系統(tǒng)和其他附屬裝置。供氣系統(tǒng)包括壓氣機(jī),加溫器,干燥及降溫裝置,混合器,相應(yīng)的輔助系統(tǒng)和調(diào)溫調(diào)壓閥門(mén)等。它負(fù)責(zé)向試驗(yàn)艙內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)提供合適的溫度壓力濕度和流量空氣,由14臺(tái)離心式壓縮機(jī)組成,最大供氣量達(dá)350千克每秒,這個(gè)進(jìn)氣效率相當(dāng)于3臺(tái)太行發(fā)動(dòng)機(jī)一起開(kāi)動(dòng)的吸氣量,最大供壓達(dá)4.5個(gè)大氣壓。其中的加溫器能夠把流量近70千克每秒的常溫空氣瞬間加熱至500攝氏度,加溫器,一般叫沖天爐,運(yùn)行一天所消耗的天然氣相當(dāng)于200萬(wàn)人一天的全部消耗量!而降溫裝置能夠把流量50千克每秒的空氣從常溫迅速冷卻到零下負(fù)70度,其制冷量同樣相當(dāng)于200萬(wàn)人同時(shí)盛夏吹空調(diào)到20度以下,這種強(qiáng)制冷能力,是通過(guò)專(zhuān)門(mén)的膨脹渦輪達(dá)到的。
試驗(yàn)艙內(nèi)裝有被試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)及附屬系統(tǒng),試驗(yàn)艙前艙保持發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)截面上的氣流條件,而后艙則模擬飛行高度的大氣壓和溫度。排氣系統(tǒng)包括排氣擴(kuò)壓器,排氣冷卻器和抽氣機(jī),或稱(chēng)引射器,及各種串并連接管道及閥門(mén)等。其中抽氣機(jī)最大抽氣容積流量達(dá)到27000立方米每分鐘,相當(dāng)于可以在1分鐘內(nèi)抽光一個(gè)大型體育館內(nèi)的所有空氣。整個(gè)系統(tǒng)還有配套的電,水和油系統(tǒng),控制,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。由于整個(gè)系統(tǒng)一旦開(kāi)動(dòng),耗電量和耗水量都相當(dāng)巨大。一旦開(kāi)動(dòng)會(huì)對(duì)附近大范圍的電網(wǎng)造成非常大的壓力。因此大部分試驗(yàn)都被安排在電網(wǎng)負(fù)荷最小的后半夜進(jìn)行。但是仍然會(huì)引發(fā)附近大城市的電力供應(yīng)出現(xiàn)起伏。大國(guó)的這些系統(tǒng),一般都安排在水源和水電資源都相當(dāng)豐富的地區(qū),就是要減少試驗(yàn)對(duì)大范圍電網(wǎng)的壓力。
隨著某方綜合國(guó)力的逐漸強(qiáng)大,目前已建成了多座高空試驗(yàn)艙。?例如最近在某省某陽(yáng)市建成了國(guó)內(nèi)最大的高空臺(tái)試驗(yàn)基地,其艙體內(nèi)徑為5.7米,比先前國(guó)內(nèi)最大的高空臺(tái)的直徑還要大2米,其高空艙前室可通過(guò)的最大常溫空氣流量約450公斤每秒,比1號(hào)艙還要多100公斤每秒!

最大抽氣量47000立方米每分鐘,也比1號(hào)艙多20000立方米每分鐘。相當(dāng)于可以一分鐘內(nèi)抽光鳥(niǎo)巢巨型體育場(chǎng)內(nèi)的所有空氣!可初步滿(mǎn)足某方25噸以下推力航空發(fā)動(dòng)機(jī)的地面試車(chē)需求。進(jìn)步很大,當(dāng)然一旦開(kāi)動(dòng),其使用經(jīng)費(fèi)將更加驚人。但是和某超50噸推力的實(shí)驗(yàn)艙還差很多!不過(guò)滿(mǎn)足現(xiàn)有的某扇15和某扇20國(guó)產(chǎn)大直徑渦扇的現(xiàn)階段試驗(yàn)已經(jīng)足夠。基礎(chǔ)條件具備后,會(huì)大大加快某扇15和某扇20的定型進(jìn)度。