第第PAGE\MERGEFORMAT1頁共NUMPAGES\MERGEFORMAT1頁航空發(fā)動機(jī)安全測試題及答案解析（含答案及解析）姓名：科室/部門/班級：得分：題型單選題多選題判斷題填空題簡答題案例分析題總分得分

一、單選題（共20分）

1.航空發(fā)動機(jī)在地面進(jìn)行全尺寸靜子葉片振動測試時，主要目的是驗(yàn)證葉片的______。

（A）疲勞強(qiáng)度

（B）氣動效率

（C）固有頻率

（D）材料耐腐蝕性

2.根據(jù)國際民航組織（ICAO）附件14，航空發(fā)動機(jī)整機(jī)防火測試需要采用______進(jìn)行火焰噴燒。

（A）氫氧焰

（B）丙烷噴槍

（C）天然氣噴燈

（D）酒精燈

3.測試航空發(fā)動機(jī)軸承潤滑性能時，通常使用______作為油膜厚度測量的參考標(biāo)準(zhǔn)。

（A）激光干涉儀

（B）渦流傳感器

（C）霍爾效應(yīng)探頭

（D）超聲波測厚儀

4.在進(jìn)行發(fā)動機(jī)燃燒室熱沖擊測試時，驟冷試驗(yàn)的溫度變化速率通常控制在______每秒。

（A）5℃

（B）10℃

（C）20℃

（D）50℃

5.航空發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子動力學(xué)測試中，不平衡量引起的振動頻率等于______。

（A）發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速

（B）兩倍發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速

（C）發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的一半

（D）三倍發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速

6.測試航空發(fā)動機(jī)燃油噴嘴霧化質(zhì)量時，常用______指標(biāo)評價液滴尺寸分布。

（A）流量系數(shù)

（B）錐角

（C）Sauter平均直徑

（D）壓力脈動

7.發(fā)動機(jī)軸承回轉(zhuǎn)精度測試中，徑向跳動量超標(biāo)可能的原因是______。

（A）潤滑不良

（B）軸承間隙過大

（C）安裝傾斜

（D）軸頸磨損

8.根據(jù)美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）FAR33.80條，發(fā)動機(jī)高壓渦輪葉片斷裂測試需采用______模擬飛行中過載工況。

（A）離心力加載

（B）氣動壓力加載

（C）振動疲勞加載

（D）電磁力加載

9.測試航空發(fā)動機(jī)密封件泄漏率時，通常使用______進(jìn)行流量測量。

（A）質(zhì)量流量計

（B）差壓式流量計

（C）超聲波流量計

（D）熱式質(zhì)量流量計

10.發(fā)動機(jī)振動信號分析中，峰值因數(shù)主要反映______。

（A）信號幅值

（B）波動性

（C）頻率成分

（D）相位關(guān)系

11.測試航空發(fā)動機(jī)渦輪盤靜平衡時，允許的剩余不平衡量通?？刂圃赺_____范圍內(nèi)。

（A）0.1g·cm

（B）0.5g·cm

（C）1.0g·cm

（D）2.0g·cm

12.測試發(fā)動機(jī)內(nèi)部燃燒噪聲時，傳聲器應(yīng)安裝在______位置。

（A）進(jìn)氣道入口

（B）渦輪前測溫孔

（C）排氣噴管出口

（D）軸承座側(cè)面

13.測試航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片冷卻效率時，常用______指標(biāo)評估冷卻效果。

（A）熱電偶溫差

（B）紅外熱成像溫度分布

（C）壓差變化

（D）轉(zhuǎn)速波動

14.發(fā)動機(jī)燃油系統(tǒng)泄漏測試中，可采用______檢測微小泄漏點(diǎn)。

（A）氦質(zhì)譜檢漏儀

（B）超聲波檢漏儀

（C）肥皂水檢漏法

（D）壓力傳感器

15.測試航空發(fā)動機(jī)軸承潤滑油膜破裂時，通常使用______進(jìn)行監(jiān)測。

（A）油膜壓力傳感器

（B）振動加速度計

（C）溫度傳感器

（D）流量計

16.測試發(fā)動機(jī)葉片顫振邊界時，常用的實(shí)驗(yàn)方法是______。

（A）靜力拉伸試驗(yàn)

（B）疲勞循環(huán)測試

（C）氣動彈性風(fēng)洞試驗(yàn)

（D）材料硬度測試

17.測試航空發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)響應(yīng)時間時，通常以______作為評價標(biāo)準(zhǔn)。

（A）最大扭矩輸出

（B）最小油門響應(yīng)時間

（C）振動頻率

（D）燃油消耗率

18.測試發(fā)動機(jī)燃燒室熱障涂層性能時，常用______模擬高溫?zé)嵫h(huán)。

（A）電爐加熱

（B）激光快速加熱

（C）燃?xì)饣鹧嫒紵?/p>

（D）水冷熱沖擊

19.測試航空發(fā)動機(jī)軸承潤滑脂壽命時，需關(guān)注______指標(biāo)的變化。

（A）錐入度

（B）滴點(diǎn)

（C）氧化安定性

（D）稠度

20.發(fā)動機(jī)振動信號中，1x轉(zhuǎn)子頻率通常由______引起。

（A）軸承缺陷

（B）不平衡量

（C）密封故障

（D）葉片摩擦

二、多選題（共15分，多選、錯選不得分）

21.航空發(fā)動機(jī)燃燒室性能測試中，主要測量的參數(shù)包括______。

（A）燃燒效率

（B）排放氣體成分

（C）火焰穩(wěn)定性

（D）熱負(fù)荷分布

（E）油門響應(yīng)時間

22.測試航空發(fā)動機(jī)軸承疲勞壽命時，需考慮______因素。

（A）載荷幅值

（B）轉(zhuǎn)速

（C）潤滑條件

（D）溫度

（E）材料成分

23.航空發(fā)動機(jī)振動測試中，常見的故障特征頻率包括______。

（A）1x轉(zhuǎn)子頻率

（B）2x轉(zhuǎn)子頻率

（C）軸承故障頻率

（D）齒輪嚙合頻率

（E）葉片顫振頻率

24.測試發(fā)動機(jī)密封件性能時，需關(guān)注______指標(biāo)。

（A）泄漏率

（B）接觸壓力

（C）摩擦系數(shù)

（D）熱膨脹系數(shù)

（E）疲勞壽命

25.航空發(fā)動機(jī)熱沖擊測試中，常見的測試方法包括______。

（A）驟冷試驗(yàn)

（B）驟熱試驗(yàn)

（C）循環(huán)熱負(fù)荷試驗(yàn)

（D）恒定溫度測試

（E）振動沖擊復(fù)合測試

三、判斷題（共10分，每題0.5分）

26.航空發(fā)動機(jī)軸承徑向間隙過大時，會導(dǎo)致軸承發(fā)熱加劇。（√）

27.發(fā)動機(jī)燃燒室火焰穩(wěn)定性測試通常在地面靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行。（×）

28.測試航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片冷卻效率時，冷卻氣流量越大越好。（×）

29.航空發(fā)動機(jī)振動測試中，1x轉(zhuǎn)子頻率與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速成正比。（√）

30.發(fā)動機(jī)軸承潤滑油膜破裂會導(dǎo)致軸承溫度急劇升高。（√）

31.測試發(fā)動機(jī)燃油噴嘴霧化質(zhì)量時，錐角越小越好。（×）

32.航空發(fā)動機(jī)密封件泄漏率測試通常使用氦質(zhì)譜檢漏儀。（√）

33.發(fā)動機(jī)燃燒室熱障涂層性能測試中，熱循環(huán)次數(shù)越多越好。（×）

34.航空發(fā)動機(jī)軸承回轉(zhuǎn)精度測試中，徑向跳動量與軸承間隙成正比。（×）

35.發(fā)動機(jī)振動信號分析中，峰值因數(shù)越大說明波動性越強(qiáng)。（√）

四、填空題（共10空，每空1分，共10分）

36.測試航空發(fā)動機(jī)軸承疲勞壽命時，通常采用______循環(huán)加載方式。________

37.測試發(fā)動機(jī)燃燒室排放氣體成分時，主要測量______、______和______含量。________、________、________

38.航空發(fā)動機(jī)振動測試中，______頻率反映軸承滾道缺陷。（______）

39.測試發(fā)動機(jī)渦輪葉片冷卻效率時，常用______指標(biāo)評估冷卻效果。________

40.發(fā)動機(jī)燃油系統(tǒng)泄漏測試中，______檢漏儀適用于微小泄漏檢測。________

五、簡答題（共30分）

41.簡述航空發(fā)動機(jī)燃燒室性能測試的主要目的和關(guān)鍵參數(shù)。（5分）

________

42.結(jié)合案例，分析航空發(fā)動機(jī)軸承振動故障的特征頻率及其產(chǎn)生原因。（6分）

________

43.測試航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片冷卻效率時，常見的測試方法有哪些？各自的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？（6分）

________

44.簡述航空發(fā)動機(jī)熱沖擊測試的原理和意義。（6分）

________

45.測試航空發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)響應(yīng)時間時，需關(guān)注哪些因素？如何提高響應(yīng)性能？（6分）

________

六、案例分析題（共15分）

46.案例背景：某型號航空發(fā)動機(jī)在地面測試時，發(fā)現(xiàn)高壓渦輪第3級葉片在15000rpm轉(zhuǎn)速下出現(xiàn)異常振動，振動頻譜顯示存在3x轉(zhuǎn)子頻率成分，同時伴有軸承溫度升高現(xiàn)象。

問題：

（1）分析3x轉(zhuǎn)子頻率產(chǎn)生的原因。（4分）

（2）提出可能的故障解決措施。（5分）

（3）總結(jié)該案例的啟示。（6分）

________

參考答案及解析

參考答案及解析

一、單選題（共20分）

1.C

解析：全尺寸靜子葉片振動測試主要用于驗(yàn)證葉片的固有頻率是否與工作頻率避開共振，避免運(yùn)行中斷裂。

A選項(xiàng)錯誤，疲勞強(qiáng)度通過疲勞試驗(yàn)測試；B選項(xiàng)錯誤，氣動效率通過氣動效率試驗(yàn)測試；D選項(xiàng)錯誤，材料耐腐蝕性通過腐蝕試驗(yàn)測試。

2.B

解析：根據(jù)ICAO附件14第35條，航空發(fā)動機(jī)防火測試需采用丙烷噴槍模擬飛行中可能出現(xiàn)的火焰噴燒工況。

A、C、D選項(xiàng)錯誤，氫氧焰、天然氣噴燈和酒精燈的火焰特性與實(shí)際飛行中發(fā)動機(jī)噴燒不符。

3.A

解析：激光干涉儀通過測量激光在油膜上反射的相位差，精確測量油膜厚度，是發(fā)動機(jī)軸承潤滑性能測試的標(biāo)準(zhǔn)方法。

B、C、D選項(xiàng)錯誤，渦流傳感器用于金屬距離測量，霍爾效應(yīng)探頭用于磁場檢測，超聲波測厚儀適用于非金屬測量。

4.B

解析：發(fā)動機(jī)燃燒室熱沖擊測試中，驟冷試驗(yàn)的溫度變化速率通?？刂圃?0℃/秒，避免過快導(dǎo)致材料應(yīng)力集中。

A、C、D選項(xiàng)錯誤，溫度變化過快或過慢都會影響測試結(jié)果。

5.A

解析：轉(zhuǎn)子動力學(xué)測試中，不平衡量引起的振動頻率等于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速（1x），這是最基礎(chǔ)的振動源。

B、C、D選項(xiàng)錯誤，兩倍頻率對應(yīng)氣動激勵，轉(zhuǎn)速一半對應(yīng)軸承故障頻率，三倍頻率對應(yīng)齒輪故障頻率。

6.C

解析：Sauter平均直徑（SMD）是評價燃油噴嘴霧化質(zhì)量的核心指標(biāo)，反映液滴尺寸分布的集中程度。

A、B、D選項(xiàng)錯誤，流量系數(shù)、錐角和壓力脈動分別反映噴嘴的流量特性、噴霧形態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性。

7.C

解析：軸承安裝傾斜會導(dǎo)致軸頸與軸承滾道接觸不良，增加徑向跳動量。

A、B、D選項(xiàng)錯誤，潤滑不良影響油膜承載能力，間隙過大影響軸承預(yù)緊，軸頸磨損導(dǎo)致尺寸變化，但均不會直接引起安裝傾斜。

8.A

解析：根據(jù)FAAFAR33.80條，高壓渦輪葉片斷裂測試需采用離心力加載模擬飛行中葉片承受的慣性載荷。

B、C、D選項(xiàng)錯誤，氣動壓力加載、振動疲勞加載和電磁力加載均不能有效模擬斷裂工況。

9.A

解析：質(zhì)量流量計適用于精確測量微量氣體或液體流量，是發(fā)動機(jī)密封件泄漏率測試的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。

B、C、D選項(xiàng)錯誤，差壓式流量計適用于大流量測量，超聲波和熱式質(zhì)量流量計分別適用于非接觸和低流速測量。

10.B

解析：峰值因數(shù)反映信號波動的劇烈程度，數(shù)值越大說明波動性越強(qiáng)。

A、C、D選項(xiàng)錯誤，幅值反映信號強(qiáng)度，頻率成分反映振動源，相位關(guān)系反映振動同步性。

11.A

解析：靜平衡測試中，允許的剩余不平衡量通?？刂圃?.1g·cm范圍內(nèi)，確保轉(zhuǎn)子運(yùn)行平穩(wěn)。

B、C、D選項(xiàng)錯誤，數(shù)值過大都會導(dǎo)致振動超標(biāo)。

12.C

解析：測試燃燒噪聲時，傳聲器應(yīng)安裝在排氣噴管出口，此時噪聲能量最大且不受進(jìn)氣干擾。

A、B、D選項(xiàng)錯誤，進(jìn)氣道入口噪聲較弱，渦輪前測溫孔和軸承座側(cè)面位置干擾嚴(yán)重。

13.B

解析：紅外熱成像溫度分布可以直觀評估葉片冷卻效率，顯示冷卻氣膜與基體的溫差分布。

A、C、D選項(xiàng)錯誤，熱電偶溫差只能測量局部溫度，壓差和轉(zhuǎn)速與冷卻效果無直接關(guān)系。

14.A

解析：氦質(zhì)譜檢漏儀對氫氣靈敏度高，適用于航空發(fā)動機(jī)燃油系統(tǒng)微小泄漏檢測。

B、C、D選項(xiàng)錯誤，超聲波檢漏儀、肥皂水法和壓力傳感器靈敏度不足。

15.A

解析：油膜壓力傳感器可以實(shí)時監(jiān)測潤滑油膜壓力變化，當(dāng)壓力低于破裂閾值時觸發(fā)報警。

B、C、D選項(xiàng)錯誤，振動、溫度和流量與油膜破裂無直接關(guān)系。

16.C

解析：氣動彈性風(fēng)洞試驗(yàn)通過模擬真實(shí)飛行氣動載荷，測試葉片顫振邊界。

A、B、D選項(xiàng)錯誤，靜力拉伸、疲勞循環(huán)和材料硬度測試均不涉及氣動彈性。

17.B

解析：最小油門響應(yīng)時間反映發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)對油門指令的快速響應(yīng)能力，是關(guān)鍵性能指標(biāo)。

A、C、D選項(xiàng)錯誤，扭矩、振動和油耗與響應(yīng)時間無直接關(guān)系。

18.B

解析：激光快速加熱可以模擬飛行中瞬態(tài)熱沖擊，測試熱障涂層的快速響應(yīng)性能。

A、C、D選項(xiàng)錯誤，電爐、燃?xì)饣鹧婧退渚鶡o法模擬快速熱沖擊。

19.A

解析：錐入度反映潤滑脂的稠度變化，錐入度越大說明潤滑脂越稀。

B、C、D選項(xiàng)錯誤，滴點(diǎn)反映稠度極限，氧化安定性和稠度與壽命無直接關(guān)系。

20.B

解析：1x轉(zhuǎn)子頻率由轉(zhuǎn)子不平衡量引起，頻率等于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。

A、C、D選項(xiàng)錯誤，軸承缺陷、密封故障和葉片摩擦分別對應(yīng)2x、3x及復(fù)合頻率成分。

二、多選題（共15分，多選、錯選不得分）

21.ABCD

解析：燃燒室性能測試主要測量燃燒效率（熱效率）、排放氣體成分（NOx、CO、煙度）、火焰穩(wěn)定性和熱負(fù)荷分布。

E選項(xiàng)錯誤，油門響應(yīng)時間屬于控制系統(tǒng)性能測試范疇。

22.ABCD

解析：軸承疲勞壽命測試需考慮載荷幅值（影響應(yīng)力）、轉(zhuǎn)速（影響循環(huán)次數(shù)）、潤滑條件（影響油膜強(qiáng)度）和溫度（影響材料性能）。

E選項(xiàng)錯誤，材料成分是設(shè)計階段考慮因素，不直接影響測試工況。

23.ABCDE

解析：振動故障特征頻率包括1x轉(zhuǎn)子頻率（不平衡量）、2x轉(zhuǎn)子頻率（不對中）、3x及以上倍頻（軸承故障）、齒輪嚙合頻率和葉片顫振頻率。

24.ABC

解析：密封件性能測試關(guān)注泄漏率（密封效果）、接觸壓力（密封力）和摩擦系數(shù)（磨損情況）。

D、E選項(xiàng)錯誤，熱膨脹系數(shù)和疲勞壽命屬于材料性能測試范疇。

25.ABC

解析：熱沖擊測試方法包括驟冷試驗(yàn)（快速降溫）、驟熱試驗(yàn)（快速升溫）和循環(huán)熱負(fù)荷試驗(yàn)（反復(fù)熱沖擊）。

D、E選項(xiàng)錯誤，恒定溫度測試和振動沖擊復(fù)合測試不屬于熱沖擊測試。

三、判斷題（共10分，每題0.5分）

26.√

解析：軸承徑向間隙過大會導(dǎo)致油膜承載力下降，接觸應(yīng)力增加，發(fā)熱加劇。

27.×

解析：燃燒室火焰穩(wěn)定性測試需在模擬真實(shí)工作狀態(tài)下進(jìn)行，通常使用高壓空氣和燃?xì)膺M(jìn)行燃燒測試。

28.×

解析：冷卻氣流量需根據(jù)葉片熱負(fù)荷優(yōu)化，過大或過小都會影響冷卻效果甚至導(dǎo)致熱損傷。

29.√

解析：1x轉(zhuǎn)子頻率等于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，由轉(zhuǎn)子不平衡量引起。

30.√

解析：油膜破裂會導(dǎo)致軸承失去潤滑，摩擦急劇增加，溫度升高。

31.×

解析：錐角需根據(jù)噴霧需求選擇，過小會導(dǎo)致液滴過粗，過大會影響霧化效果。

32.√

解析：氦質(zhì)譜檢漏儀對氫氣靈敏度高，適用于燃油系統(tǒng)微小泄漏檢測。

33.×

解析：熱循環(huán)次數(shù)需根據(jù)實(shí)際工作循環(huán)設(shè)計，過多會導(dǎo)致涂層過早失效。

34.×

解析：徑向跳動量與軸承間隙成反比，間隙越大跳動量越大。

35.√

解析：峰值因數(shù)越大說明信號波動越劇烈，與振動劇烈程度成正比。

四、填空題（共10空，每空1分，共10分）

36.對數(shù)

解析：軸承疲勞壽命測試采用對數(shù)循環(huán)加載，模擬實(shí)際工作中的隨機(jī)載荷變化。

37.NOx、CO、煙度

解析：燃燒室排放測試主要測量氮氧化物、一氧化碳和煙度含量。

38.軸承故障

解析：1x轉(zhuǎn)子頻率對應(yīng)的軸承故障頻率通常由滾道表面缺陷引起。

39.熱電偶溫差

解析：熱電偶溫差反映冷卻氣膜與基體的溫度差，是評估冷卻效果的核心指標(biāo)。

40.氦質(zhì)譜

解析：氦質(zhì)譜檢漏儀適用于航空發(fā)動機(jī)燃油系統(tǒng)微小泄漏檢測。

五、簡答題（共30分）

41.答：

主要目的：驗(yàn)證燃燒室設(shè)計性能，確保燃燒效率、排放達(dá)標(biāo)和火焰穩(wěn)定。

關(guān)鍵參數(shù)：燃燒效率（熱效率）、排放氣體成分（NOx、CO、煙度）、火焰穩(wěn)定性（波動頻率）、熱負(fù)荷分布（溫度場）。

42.答：

特征頻率：1x轉(zhuǎn)子頻率（不平衡量）、2x轉(zhuǎn)子頻率（不對中）、3x及以上倍頻（軸承故障）。

產(chǎn)生原因：

①1x頻率：轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡，旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生離心力導(dǎo)致振動。

②2x頻率：軸系不對中或軸承間隙過大，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)部件產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動。

③3x及以上：軸承滾道或滾動體