看到MTU這個(gè)名字，你也許會(huì)感到陌生，平日里幾乎沒(méi)怎么聽(tīng)說(shuō)過(guò)。如果看到“戴姆勒·奔馳”呢？是不是瞬間眼前一亮呢？是的，今天小編要給大家介紹的主人公——MTU公司，它確實(shí)與那個(gè)以奔馳汽車(chē)聞名世界的戴姆勒·奔馳集團(tuán)有著不一般的關(guān)系。

　　久負(fù)盛名的德國(guó)航空制造企業(yè)MTU是如何測(cè)試航空發(fā)動(dòng)機(jī)的

　　圖1 MTU公司與戴姆勒·奔馳集團(tuán)

　　1.MTU公司簡(jiǎn)介

　　可以看出，在輩分上，MTU可以說(shuō)是戴姆勒·奔馳集團(tuán)的“孫子”。具體說(shuō)來(lái)，MTU是Motoren-und Turbinen-Union Friedrichshafen GmbH的簡(jiǎn)稱(chēng)，即發(fā)動(dòng)機(jī)及渦輪機(jī)聯(lián)盟弗里德希哈芬股份有限公司。雖然名字起得又長(zhǎng)又奇怪，但在世界航空工業(yè)中，MTU這三個(gè)字母卻代表著一流的航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。

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　　圖2 MTU公司

　　MTU公司是德國(guó)的也是航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造企業(yè)，在全球久負(fù)盛名，擁有近80年為飛機(jī)提供動(dòng)力系統(tǒng)的歷史。立足全球戰(zhàn)略，MTU公司的業(yè)務(wù)涵蓋民用和軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)以及工業(yè)用燃?xì)廨啓C(jī)的研發(fā)、生產(chǎn)、測(cè)試、市場(chǎng)開(kāi)拓和售后服務(wù)。MTU公司在技術(shù)上擁有完整的系統(tǒng)整合能力，并且成為了關(guān)鍵領(lǐng)域的技術(shù)先導(dǎo)，它通過(guò)與通用電氣（GE）、Pratt & Whitney （普惠)）和Rolls-Royce （羅爾斯·羅伊斯）等行業(yè)巨頭合作，研發(fā)和生產(chǎn)了一系列非常成功的航空發(fā)動(dòng)機(jī)。

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　　圖3 MTU與普惠攜手開(kāi)發(fā)的PW1000G齒輪傳動(dòng)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)

　　2. MTU公司的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)

　　在航空領(lǐng)域中，廣泛流傳著這樣一條金科玉律，那就是“好的航空發(fā)動(dòng)機(jī)不是設(shè)計(jì)和制造出來(lái)的，而是試驗(yàn)出來(lái)的”。可以看出，相比于設(shè)計(jì)和制造技術(shù)而言，試驗(yàn)技術(shù)對(duì)于高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的研制來(lái)說(shuō)更加舉足輕重。因此，性能測(cè)試成為了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制過(guò)程中的主要內(nèi)容。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一種新型發(fā)動(dòng)機(jī)的研制，往往需要完成上萬(wàn)小時(shí)的整機(jī)試驗(yàn)和十萬(wàn)小時(shí)左右的零部件試驗(yàn)。

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　　(a)

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　　(b)

　　圖4 航空發(fā)動(dòng)機(jī)的試車(chē)試驗(yàn)

　　作為全球的第五大航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商，MTU公司也奉行“試驗(yàn)至上”的理念，因而其在發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)與測(cè)試技術(shù)方面也具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)實(shí)力，奠定了大公司地位。下面，為了讓大家充分了解到MTU是如何測(cè)試航空發(fā)動(dòng)機(jī)的，小編將從4個(gè)方面予以介紹。

　　2.1試車(chē)臺(tái)制造技術(shù)

　　航空發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)試驗(yàn)都要在試車(chē)臺(tái)上進(jìn)行，因而試車(chē)臺(tái)就成為了進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)性能測(cè)試的主要硬件設(shè)備。一般說(shuō)來(lái)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)臺(tái)主要分為三種，即地面試車(chē)臺(tái)、高空試車(chē)臺(tái)和飛行試車(chē)臺(tái)。

　　地面試車(chē)臺(tái)用于在地面條件下進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)，主要用于調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)性能，驗(yàn)證可靠性和耐久性等，并鑒定發(fā)動(dòng)機(jī)是否符合型號(hào)規(guī)范；高空試車(chē)臺(tái)是在地面建造一個(gè)與飛行狀態(tài)相當(dāng)?shù)沫h(huán)境（氣流的壓力、溫度和方向），把發(fā)動(dòng)機(jī)裝在里面進(jìn)行試車(chē)，以模擬飛行狀態(tài)（飛行高度、飛行馬赫數(shù)）和飛行姿態(tài)（飛機(jī)迎角、側(cè)滑角）對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響；飛行試車(chē)臺(tái)用以完全模擬實(shí)際的飛行條件，一般由大型運(yùn)輸機(jī)或轟炸機(jī)改裝而成。

　　MTU公司的測(cè)試設(shè)備中心能夠?yàn)樗行吞?hào)的民用和軍用發(fā)動(dòng)機(jī)提供試車(chē)臺(tái)，從而推進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)試驗(yàn)的開(kāi)展，進(jìn)而為支撐現(xiàn)代航空工業(yè)的發(fā)展提供了一項(xiàng)關(guān)鍵的基礎(chǔ)技術(shù)。

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　　圖5 EJ200/RB199軍用發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)臺(tái)

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　　圖6 TP400-D6軍用發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)臺(tái)

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　　圖7 PW6000民用發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)臺(tái)

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　　圖8 GP7000/V2500/PW2000民用發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)臺(tái)

　　2.2發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)

　　發(fā)動(dòng)機(jī)的性能試驗(yàn)主要包括兩個(gè)方面，即飛行試驗(yàn)和臺(tái)架試驗(yàn)。所謂臺(tái)架試驗(yàn)，是指在地面試車(chē)臺(tái)上對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行各項(xiàng)性能的測(cè)試，主要用于研究發(fā)動(dòng)機(jī)附件與部件的特性，并驗(yàn)證其可靠性和耐久性，包括性能試驗(yàn)、適用性試驗(yàn)、耐久性試驗(yàn)以及多種故障模擬等。

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　　圖9 航空發(fā)動(dòng)機(jī)的臺(tái)架試驗(yàn)

　　而飛行試驗(yàn)，是指為驗(yàn)證被安裝到飛機(jī)上時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)及其各系統(tǒng)和附件的性能和特性，或者為完成預(yù)定研究目標(biāo)而在實(shí)際飛行環(huán)境中進(jìn)行的試驗(yàn)，飛行試驗(yàn)臺(tái)一般是用大型多發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)改裝而成。

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　　圖10 MTU公司改裝的飛行試驗(yàn)臺(tái)

　　2.3部件測(cè)試技術(shù)

　　MTU公司在發(fā)動(dòng)機(jī)部件性能試驗(yàn)技術(shù)方面，亮點(diǎn)主要表現(xiàn)在對(duì)壓氣機(jī)和渦輪的性能測(cè)試方面。壓氣機(jī)是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中利用高速旋轉(zhuǎn)的葉片給空氣做功以提高空氣壓力的部件；而渦輪是一種將流動(dòng)工作介質(zhì)的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械，并帶動(dòng)壓氣機(jī)和其它附件工作。這里好像有些不好理解——

　　其實(shí)呢，在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，壓氣機(jī)和渦輪都是和氣流進(jìn)行能量交換的葉輪形機(jī)械，所不同的是：壓氣機(jī)是對(duì)氣體做功，而渦輪是燃?xì)鈱?duì)它做功。因此，這兩個(gè)家伙不僅在結(jié)構(gòu)上有相似之處，而且在試驗(yàn)中也有許多相似的地方。

　　壓氣機(jī)試驗(yàn)在某種程度上要比整機(jī)試車(chē)更復(fù)雜，壓氣機(jī)加上動(dòng)力燃機(jī)就相當(dāng)于一臺(tái)半發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)作，不僅需要控制油門(mén)桿，還需要控制排氣節(jié)氣門(mén)、控制引氣、控制軸向力等，還需要葉片光纖監(jiān)控、脈動(dòng)監(jiān)控……好復(fù)雜——

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　　圖11 壓氣機(jī)性能測(cè)試試驗(yàn)

　　渦輪試驗(yàn)研究在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中始終具有非常重要的地位和作用，不僅對(duì)理論研究結(jié)果起到試驗(yàn)驗(yàn)證的作用，還能提供修正理論方法的可靠依據(jù)，從而進(jìn)一步改進(jìn)理論方法。

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　　圖12 渦輪性能測(cè)試試驗(yàn)

　　2.4零件測(cè)試技術(shù)

　　如果將一臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)看作是一個(gè)而足球隊(duì)的訓(xùn)練和培養(yǎng)，那么零件測(cè)試試驗(yàn)就相當(dāng)于對(duì)每個(gè)隊(duì)員進(jìn)行能力測(cè)試。MTU公司幾乎研制過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的所有單元體和零部件，對(duì)于每個(gè)零件的性能測(cè)試也是下了不少功夫。在MTU，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)零件的測(cè)試主要包括耐久性測(cè)試、振動(dòng)測(cè)試、動(dòng)/靜態(tài)載荷測(cè)試以及沖擊測(cè)試等。

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　　圖13 耐久性測(cè)試

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　　圖14 振動(dòng)測(cè)試中的振型模擬

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　　圖15 動(dòng)/靜態(tài)載荷測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)

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　　圖16 沖擊測(cè)試

　　3 結(jié)語(yǔ)

　　MTU公司的成功經(jīng)驗(yàn)給了我們很大啟示，要想制造出一流的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，必須著力加大在發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試與試驗(yàn)技術(shù)方面的研究力度?！捌綍r(shí)多流汗，賽場(chǎng)少流淚”，正如只有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格訓(xùn)練才能取得好成績(jī)一樣，只有以大量的試驗(yàn)為基礎(chǔ)，才能保證航空發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，成為一個(gè)合格產(chǎn)品。

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