飞机发动机在地面上是如何进行测试的？对安置在地表起固定作用的设施会造成怎样的影响？
想象一下，一个崭新的航空发动机，无论是喷气式的还是涡轮螺旋桨式的，它需要经历一系列严格的“体检”才能被证明是合格的。首先，它会被小心翼翼地运送到专门的发动机测试设施，这通常是一个大型的、经过特殊设计的房间，被称为“试车台”或“发动机测试车间”。这个房间的墙壁和天花板都经过了特殊的声学处理，能够吸收大量的噪音，以保护外部环境和工作人员。
发动机本身会被安装在一个坚固的、可调节的试验台上。这个试验台不仅仅是一个简单的支撑结构，它更像是一个精密的机械系统。它能够精确地固定住发动机，同时又能允许其在一定范围内进行轴向和径向的微小移动，模拟真实飞行中发动机可能产生的各种应力。更重要的是，这个试验台集成了大量的传感器。这些传感器遍布发动机的每一个关键部位，从涡轮叶片到燃烧室，再到燃油喷嘴，它们会实时监测温度、压力、转速、振动、燃油流量、推力甚至排气成分等数百项参数。
测试过程本身则是一个精心编排的“表演”。首先，测试人员会按照极其详细的规程，逐步启动发动机。这个启动过程就像给一个初生的婴儿喂食，需要缓慢、稳定地增加燃油和空气，让各个部件逐渐达到工作温度和转速。在这个过程中，所有传感器的数据都会被传输到控制室，在那里，经验丰富的工程师和技术人员会聚精会神地盯着屏幕上的数据流。他们会密切关注任何异常的读数，比如温度过高、振动异常增加，或者某个部件的转速与预期不符。
一旦发动机成功启动并稳定运行，测试就会进入更复杂的阶段。工程师会按照预设的测试程序，模拟不同的飞行工况。这可能包括从怠速状态逐渐加速到起飞推力，再到巡航推力，甚至模拟发动机在极端环境下的表现，例如高温、高海拔或者潮湿等条件。在某些测试中，他们甚至会故意让发动机经历一些“挑战”，比如短暂地增加燃油供应量，或者模拟进入空气中含有杂质的情况，以检验其在非理想条件下的鲁棒性。
为了模拟真实的飞行环境，有时测试设备还会模拟进气道和排气道。例如，对于喷气式发动机，会有一个巨大的“进气唇口”模拟器，将空气导向发动机进气口，并控制进气的温度和压力。排气口则会连接到一个排气收集系统，将高压高温的燃气导出，并在此过程中进行降噪和处理，以符合环保要求。
至于这些安置在地表、用于固定发动机的设施，它们本身就是巨大的工程。首先，它们的“根基”要非常深厚。试车台和周围的固定结构会连接到地下的混凝土基础，这些基础可能深达数十米，并且要穿过土壤层，直接锚定在坚固的岩石基岩上。这样做是为了承受发动机运行时产生的巨大反作用力，以及在极端情况下（比如发动机某个部件发生意外损坏时）所产生的瞬间冲击。
这些设施的设计还需要考虑地面沉降和土壤结构的影响。土壤的密度、含水量以及其承载能力都会影响基础的设计。如果土壤过于松软，可能需要采用桩基，将重负荷传递到更深层的稳定土层甚至岩层。同时，这些设施还需要考虑到地下水位的影响，确保其不会因为地下水的侵蚀或浮力而产生位移。
此外，试车台及其支撑结构还需要能够承受巨大的温度变化。发动机运行时产生的热量会辐射到周围的结构上，而在测试结束后，这些结构又会迅速冷却。材料的选择至关重要，需要使用能够承受这种热循环而不发生显著形变或开裂的合金和复合材料。
更进一步，这些地表设施的设计还需要充分考虑声学和振动隔离。虽然试车台本身就尽可能地减震，但发动机运行时产生的强大振动会不可避免地传递到地面。因此，试车台周围的地面会采取特殊的减震措施，例如铺设隔震层，或者在试车台与地面连接处设置专门的隔震装置，以最大程度地减少振动对周围环境的影响，并保护精密测量仪器的准确性。
总而言之，飞机发动机的地面测试是一个集机械工程、航空工程、材料科学、声学工程和土木工程于一体的复杂系统。那些看似简单的固定设施，背后蕴含的是对力量、振动、温度和环境影响的深刻理解与精细设计。它们不仅仅是“固定”了发动机，更是为发动机提供了一个可控、可测、安全的“舞台”，确保它在离开地面飞向蓝天之前，就已经证明了它无与伦比的实力。
网友意见
我就知道这照片有能用上的一天，这题居然没有给我推送
地面也有不同的测试台，图一、图二分别是汉莎和达美的。发动机测试台在一个坚固的建筑里，达美的航发工程师说这是整个亚特兰大最坚固的建筑，要是地震了，躲在这里最安全了。
图3是MTU航发汉诺威的测试台建筑卫星照片。进气是从天上抽，然后经过90度的弯折，这时候会有乱流，然后经过一个整流室，让空气冷静一下，重新变得均匀再进入测试室。发动机排出的气也是经过90度的弯折向天上排出去，这气流还是挺猛的，所以这一片都划出来是低空禁飞区，要是开个塞斯纳172被GE90全推力从下头吹，想想就很刺激啊！
这是室内的，主要是性能测试，比如发动机出厂（制造厂和修理厂）测试，数据有没有到设计标准。或者是来接受维护保养的发动机上台子跑一下来判断是哪里有问题，什么地方磨损严重需要拆开检查更换零件，什么地方还好可以等下次维护保养再拆。不同位置的磨损当然都会降低推力提高油耗，压气机喘震裕度降低等等。但是如何判断是哪里最严重？这是一家航发厂的核心技术。如果整机全拆成一个个零件检查再装配是更彻底，但是这成本肯定太高了，一台航发毕竟要一千到几千万美元表价，在厂子里放一天就是很大的资金成本。
当然还有室外的测试。
航发的室内测试主要是性能，相对于室外测试更温柔。有一些暴力的实验，比如模拟鸟击，吞水吞冰，极寒启动，风扇断裂后外壳的包容性等等都要在室外实验验证。这是发动机型号的适航性认证需要做的实验，或者说是适航证要求，不做这个不让上天。像破坏性实验也几乎只能做一次，要是上台子试验了一下给炸的稀碎，改设计改材料再造一台试验机再上台测，会产生巨大的资金压力。就算没有任何资金压力，这机子估计也是赶不上配套飞机的首飞了，更别提改了设计以后对整机性能的影响。机子性能在立项开始研发时候都是公司签合同承诺的，达不到就赔违约金吧。（绝对是操着卖白粉的心，挣着卖白菜的钱）
讲个故事吧，我有一次看到一个极寒启动受伤的涡扇发动机齿轮箱内液压泵，发动机手册最低启动温度零下30度，那台是零下33度启动，齿轮箱外壳是铝的，齿轮是钢的，热障率不一样，外壳缩的比齿轮多的超过容忍范围，发动机转起来以后钢齿轮咬进铝外壳，驱动轴上预开的槽生效让轴扭断了，发动机继续运行，但是这台就不能提供液压了。当然液压系统还有冗余，别的系统顶上，最后没出事。
要顶住别跑，不是很难吧，架子做结实点，跟地面搞牢靠了，发动机推力最大也就几十吨嘛。
火箭发动机的测试台就更有意思了。
火箭发动机动辄上百吨，甚至几百吨的推力，要是上层建筑没搞牢靠，就给顶飞了。
上层火箭发动机的真空测试台当然长得跟这个完全不一样了，这是一级火箭的，在地面上大气层内点火的。喷那么多水一个是为了吸收火箭发动机排出气的能量，还一个是吸收声学震动，降低噪音。氢氧火箭燃烧室功率巨大，这暴躁的能量必须得被暴力的吸收。阿丽亚娜5号的主火箭火神2，燃烧室平均每一方米的功率为85G瓦，SSME要高出更多因为燃烧室压力大（火神2燃烧室压力117个大气压，而SSME有189个大气压因为它采用了分级燃烧，而不是火神2的燃气发生器循环）。相比之下我们城市旁边管我们这一片电力供应的电厂发电功率只有2G瓦，它旁边就是个露天煤矿，我还在这煤场上面开过几圈飞机。虽然拿化学能释放功率和发电功率比不公平，但是可以给人一个直观的概念，火箭发动机有多大的能量。（以及新款大众高尔夫的1.6自吸发动机81千瓦功率，85G瓦是这个数字的超过一百万倍）
离子发动机的测试台是需要真空的，下面上了一张图。关于这种发动机的原理，我写了一大篇文章，过几天等在杂志上刊发以后在知乎再发出来。
所有的发动机测试台里我觉得最神奇的是上层火箭发动机的真空测试台，就算人可以做一个真空的环境来测试它。比如阿丽亚娜5号的二级火箭发动机Vinci，真空18吨推力，这玩意每秒烧掉和喷出33.7公斤的氧气和5.8公斤氢气。再大的真空舱也秒秒钟给你喷的不真空了啊，这类测试台利用超音速流体动力学，拿流体隔绝出了一块真空环境。不得不说，工程师的脑洞也很大啊！
下面有个前天（2018年2月1日）NASA测试SLS主发RS-25（来自航天飞机的主发SSME）的视频，声音很大，看之前记得调好音量。推力200吨左右（取决于高度或者说环境压力）
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