由于核心机无法独立运转,进行试验还需增加进气装置、喷管和燃油控制系统、启动系统、电气系统、传动润滑系统等,这样就构成了一台相当于单转子涡喷发动机的试验用核心机,称为试验核心机。
航空发动机核心机试验是在不同的试验条件下(以试验核心机进口温度、压力模拟发动机里高压压气机进口的温度和压力条件;以试验核心机喷管面积和喷管出口环境压力,建立和模拟发动机里高压涡轮出口的压力条件)进行的试验核心机的稳态试验和瞬态试验,通过测量各部件和系统的压力、温度、流量、振动、应力、间隙、速度等参数,为分析和验证核心机和部件的性能、气动、结构、强度、耐久性等的设计提供数据。
核心机试验于20世纪60年代初提出,初期主要是验证先进部件设计技术和部件的匹配设计,获取核心机部件的性能特性;70年代后,拓展到对结构、强度、寿命等的验证和考核;20世纪末,先进测试技术、仿真技术、故障诊断技术在核心机试验中得到广泛应用,提升了核心机试验的测试准确性、试验安全性和效率。
根据不同的试验阶段和试验目的,航空发动机核心机试验可选择在室内地面试车台(见航空发动机地面台架试验)、核心机试车台和高空台(见航空发动机高空模拟试验)上进行。核心机试车台其实质为航空发动机进气加温加压试车台(见图),与一般的室内地面试车台相比,主要是增加了向核心机进口提供高温、高压空气的供气系统。在室内地面试车台上,主要是在常温、常压的大气环境条件下,进行核心机的起动、加减速调试和稳态运转,初步验证部件设计和核心机的总体匹配,为在核心机试车台和高空台上开展试验奠定基础。在核心机试车台上,主要进行进气加温、加压试验,测量和验证核心机和部件在高温高压下的工作特性。在高空台上,通过同时模拟核心机进、出口条件,在各种飞行高度、马赫数条件下,进行核心机的空中起动、稳态运转和加减速等试验,测量和验证核心机及部件在发动机全飞行包线范围内的性能和特性。
未来航空发动机核心机试验将采用更加先进、多样的测试技术实现更加精细、准确的测量,以最大程度获取核心机、部件的各项参数。