一、引言
由于發動機涉及氣動、熱工、結構與強度、控制、測試、計算機、制造技術和材料等多種學科，一臺發動機內有十幾個部件和系統以及數以萬計的零件，其應力、溫度、轉速、壓力、振動、間隙等工作條件遠比其它分系統復雜和苛刻；而且對性能、重量、適用性、可靠性、耐久性和環境特性又有很高的要求；因此發動機的研制過程是一個設計、制造、試驗、修改設計的多次迭代性過程。
在有良好技術儲備的基礎上，研制一種新的發動機尚要做一萬小時的整機試驗和十萬小時的部件及系統試驗，需要龐大而精密的試驗設備。試驗測試技術是發展航空發動機的關鍵技術之一，試驗測試結果既是驗證和修改發動機設計的重要依據，也是評價發動機部件和整機性能的重要判定條件；因此“發動機是試出來的”已成為行業共識。
二、發動機試驗
從發動機各組成部分的試驗來分類，可分為部件試驗和全臺發動機的整機試驗；一般也將全臺發動機的試驗稱為試車；部件試驗主要有：進氣道試驗、壓氣機試驗、平面葉柵試驗、燃燒室試驗、渦輪試驗、加力燃燒室試驗、尾噴管試驗、附件試驗以及零、組件的強度、振動試驗等；整機試驗有：整機地面試驗、高空模擬試驗、環境試驗和飛行試驗等;下面詳細介紹幾種試驗:
1、進氣道試驗
進氣道試驗為研究飛行器進氣道性能的風洞試驗；一般行小縮比尺寸模型的風洞試驗，主要是驗證和修改初步設計的進氣道靜特性，然后還需在較大的風洞上進行l／6或l／5的縮尺模型試驗，以便驗證進氣道全部設計要求。進氣道與發動機是共同工作的，在不同狀態下都要求進氣道與發動機的流量匹配和流場匹配，相容性要好；實現相容目前主要依靠進氣道與發動機聯合試驗。
2、壓氣機試驗
壓氣機試驗為對壓氣機性能進行的試驗；壓氣機性能試驗主要是在不同的轉速下，測取壓氣機特性參數(空氣流量、增壓比、效率和喘振點等)，以便驗證設計、計算是否正確、合理，找出不足之處，便于修改、完善設計；壓氣機試驗可分為：
a)壓氣機模型試驗：用滿足幾何相似的縮小或放大的壓氣機模型件，在壓氣機試驗臺上按任務要求進行的試驗；
b)全尺寸壓氣機試驗：用全尺寸的壓氣機試驗件在壓氣機試驗臺上測取壓氣機特性，確定穩定工作邊界，研究流動損失及檢查壓氣機調節系統可靠性等所進行的試驗；
c)在發動機上進行的全尺寸壓氣機試驗：在發動機上試驗壓氣機，主要包括部件間的匹配和進行一些特種試驗，如側風試驗、葉片應力測量試驗和壓氣機防喘系統試驗等。
3、燃燒室試驗
在專門的燃燒室試驗設備上，模擬發動機燃燒室的進口氣流條件(壓力、溫度、流量)所進行的各種試驗；主要試驗內容有：燃燒效率、流體阻力、穩定工作范圍、加速性、出口溫度分布、火焰筒壁溫與壽命、噴嘴積炭、排氣污染、點火范圍等。
由于燃燒室中發生的物理化學過程十分復雜，目前還沒有一套精確的設計計算方法；因此燃燒室的研制和發展主要靠大量試驗來完成；根據試驗目的，在不同試驗器上采用不同的模擬準則，進行多次反復試驗并進行修改調整以滿足設計要求，因此燃燒室試驗對新機研制或改進改型是的關鍵性試驗。
按試驗件形狀可分為單管試驗(用于單管燃燒室)、扇形試驗(用于聯管燃燒室和環形燃燒室)、環形試驗(用于環形燃燒室)。另外與燃燒室試驗有關的試驗還有：
a）冷吹風試驗
研究氣流流經試驗件時的氣動特性和流動狀態的試驗;
b）水力模擬試驗
根據流體運動相似原理，以水流代替氣流，研究試驗件內部各種流動特性的試驗;
c）燃油噴嘴試驗
這是鑒定噴嘴特性的試驗;
d）燃氣分析
對燃燒室燃燒后的氣體的化學成分進行定性、定量分析;
e）壁溫試驗
模擬燃燒室的火焰筒壁面冷卻結構，對不同試驗狀態下的壁面溫度和換熱情況進行測量和分析;
f）點火試驗
研究燃燒室點火和傳焰性能的一種試驗。
4、渦輪試驗
渦輪試驗幾乎都采用全尺寸試驗；渦輪試驗一般不模擬渦輪進口壓力、溫度，試驗時，渦輪進口的溫度和壓力較實際使用條件低的多；因而通常都只能進行氣動模擬試驗，及進行渦輪氣動性能的驗證和試驗研究；與渦輪試驗有關的試驗還有：高溫渦輪試驗、渦輪冷卻效果試驗。
5、加力燃燒室試驗
該試驗為研究加力燃燒室燃燒效率、流體損失、點火、穩定燃燒范圍是否滿足設計要求以及結構強度、操縱系統與調解器聯合工作等性能的試驗；按設備條件可分為全尺寸加力燃燒室地面試驗，模擬高空試驗臺和飛行臺的加力試驗。
全尺寸加力燃燒室地面試驗一般選用成熟合適的發動機做主機，以改型或新設計的全尺寸的加力燃燒室做試驗件，進行地面臺架或模擬狀態試驗；目的是確定加力燃燒室的性能及結構強度，為整機試驗創造條件，縮短整機研制周期，在性能調整試驗基本合格后在與原型機聯試；加力燃燒室高空性能（如高空推力、耗油率、飛行包線內點火和穩定燃燒室）的試驗，應在高空模擬試車臺和飛行臺上進行。
6、尾噴管試驗
該試驗為用全尺寸或縮尺模型尾噴管在試驗設備上模擬各種工作狀態，測取性能數據，考核是否達到設計要求的試驗，按試驗內容分為：
a）結構試驗：主要考驗機械構件、調節元件、操縱機構的工作可行性；除用部件模擬試驗外，主要是在整機上對全尺寸尾噴管做地面、模擬高空試驗及飛行試驗。
b）性能試驗：分內流試驗和外流干擾試驗；該實驗可做縮尺模型和全尺寸部件模擬試驗或整機試驗；縮尺模型試驗不能模擬真實流動和幾何形狀，只適于做方案對比和機理探討。
7、整機試驗
整機地面試驗一般在專用的發動機地面試車臺上進行，包括露天試車臺和室內試車臺兩類；其中露天試車臺又包括高架試車臺和平面試車臺；發動機地面室內試車臺由試車間、操縱間、測力臺架和試車臺系統等組成。
試車間包括進氣系統、排氣系統和固定發動機的臺架；對于噴氣發動機、渦輪風扇發動機，臺架應包括測力系統；對于渦輪軸和渦輪螺旋槳發動機則應包括測扭(測功)系統，試車間內要求氣流速度不大于10米／秒，以免影響推力的測量精度；進排氣部分力求做到表面光滑，氣流流過時流動損失盡量少。
8、高空模擬試驗
高空模擬試驗是指在地面試驗設備上，模擬飛行狀態(飛行高度、飛行馬赫數)和飛行姿態(攻角、側滑角)以及環境條件對航空發動機進行穩態和瞬態的性能試驗；簡而言之就是在地面人工“制造”高空飛行條件，使安裝在地面上的發動機如同工作在高空一樣，從而驗證和考核發動機的高空飛行特性。
隨著飛機飛行高度、速度的不斷提高，發動機在整個飛行路線(發動機正常工作的速度和高度界限)范圍內的進氣溫度、壓力和空氣流量等參數有很大變化；這些變化對發動機內部各部件的特性及其工作穩定性，對低溫低壓下的點火及燃燒，對發動機的推力、耗油率和自動調節均有重大影響。
發動機在高空的性能與地面性能大不相同；影響發動機結構強度的的氣動、熱力負荷點已不在地面靜止狀態條件下而是在中、低空高度條件下，如中空的馬赫數為1.2-1.5.在這種情況下發展一臺新的現代較高性能航空發動機，除了要進行大量的零部件試驗和地面臺試驗之外，還必須利用高空臺進行整個飛行包線范圍內各種模擬飛行狀態下的部件和全臺發動機試驗。
高空模擬試驗臺，就是地面上能夠模擬發動機于空中飛行時的高度、速度條件的試車臺，它是研制航空發動機的有效的試驗手段之一；高空模擬試驗的性有：
a）可以模擬發動的全部飛行范圍；
b）可以模擬惡劣的環境條件；
c）可以使發動機試驗在更加安全的條件下進行：不用飛行員冒險試機，可以防止機毀人亡的悲劇；
d）可以提高試驗水平：測量參數可以更好的控制；
e）縮短發動機研制周期：（兩周的高空模擬試驗相當于300次飛行試驗，而高空模擬實驗僅為飛行試驗的1/30~1/6）。
9、環境試驗
環境試驗的實質是指發動機適應各種自然環境能力的考核，按通用規范，環境試驗所包含的項目可以分為三類：
a）考驗外界環境對發動機工作可靠性的影響，包括：高低溫起動與加速試驗、環境結冰試驗、腐蝕敏感性試驗、吞鳥試驗、外物損傷試驗、吞冰試驗、吞大氣中液態水試驗等八項試驗；
b）檢查發動機對環境的污染是否超過允許值，包括噪聲測量和排氣污染；
c）是考核實戰條件下的工作能力，包括如排煙和防核能力；在制訂環境試驗條件時要依據對自然環境的普查、事故累計分析、實戰環境記載以及環境保護要求。
三、概述
未來發動機技術的發展要求發動機具有更高的渦輪進口溫度、效率和可靠性，以及更低的排放和噪聲，這些都對發動機試驗測試技術提出了新的挑戰。隨著航空發動機研制水平的深入，需要開展的試驗種類和數量越來越多；需要測量的參數類型越來越多，測量范圍越來越寬，測量準確度要求越來越高。
現有試驗測試儀器的能力與不斷增長的航空發動機試驗測試需求之間的矛盾日益明顯，國家應有計劃地開展發動機研制部件和整機試驗所需的測試儀器的研究與開發工作，包括特種測量儀器、傳感器、測試系統等，以便及時滿足發動機研制需要；另外研究新的試驗測試方法，提升試驗測試技術同樣重要。
