航空发动机热力循环及故障分析实验

1. 项目介绍

《航空发动机热力循环及故障分析实验》从真实航空发动机试车实验提取场景和数据，采用递进方式开展“基础试车”、“热力循环”和“故障分析”三个模块，旨在提升学生对发动机工作原理、控制规律及其性能参数关系的理解，以及运用工程热力学、气体动力学、航空发动机原理和故障诊断分析解决发动机推进系统问题的能力。

实验前，须首先了解发动机试车台整体结构布局，熟悉每个部分的主要功能，仔细阅读实验安全准则，逐项检查试车实验准备工作，并在软件提示下完成试车前检查工作，确保试车实验能够安全顺利进行。

模块一，“航空发动机试车测试”基础实验，通过引导方式进行交互式操作，帮助学生完成航空发动机点火-慢车-起飞-巡航-着陆等运行过程，学生可以从视觉和听觉上直观地感受发动机运行状况，通过观察系统实时显示的发动机转速、温度、压力等参数变化情况，理解涡扇发动机起动与运行控制策略，学习涡扇发动机基本结构，为后续两个实验模块奠定基础。

模块二，“航空发动机热力循环与性能分析”综合实验。学生应首先学习实验原理，理解实验内容。自行选择发动机的运行高度和飞行速度，点火起动后，将油门杆设置到巡航位置，软件通过后台计算出运行过程中航空发动机风扇进口，高压压气机进、出口，高压涡轮进、出口等站位主要气动特性参数。学生读取数据并在系统中录入压力、温度、流量等参数，根据理论课学习或在软件指导下计算发动机压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管出口的气动性能参数，绘制发动机热力循环曲线。之后，利用上述实验过程中的数据进一步计算发动机部件特性，如风扇压比、高压压气机压比、高压涡轮落压比等部件特性，分析整机性能以及经济效益。

模块三，“航空发动机典型故障分析”创新实验。该部分是创新性、探索性环节，其结果具有随机性、多样性的特点。软件系统根据航空发动机故障数据库随机生成四组故障，学生任意选择其中一项进行作答。系统给出该故障模式下发动机运行过程中的性能参数变化曲线，如高低压转子转速和控制转速、排气温度、燃/滑油泵的转速和油压，点火喷嘴与主燃油喷嘴开启情况等，并提供相同工况下正常运行发动机性能参数变化曲线。通过引导式、渐进式问题设计帮助学生建立从故障原因分析到排故方案设计的系统性分析和解决问题的能力。

软件设计自主评分系统，根据实验操作、数据读取、计算分析及辅助提醒综合评价。

2. 发动机性能参数、飞行包线和起动动画

3. 实验模块选择界面，在“自动漫游”中浏览实验场景，之后可以依次进行三个实验模块。

4. 发动机试车操作界面，进行发动机试车操作，同时查看发动机性能参数变化情况

5.读取并计算发动机气动性能参数，点击“提示”，系统将显示该问题的求解思路。

6. 发生故障时，发动机主要性能与附件系统性能变化情况，在该界面可以点击其他按钮查看获取更多故障信息，同时回答问题。