[發明專利]一種亞尺度模擬航空發動機旋轉試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201610857702.0
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN106441902B
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 劉璐璐;趙振華;陳偉;張晟;劉雙麗
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00;G01M7/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 張弛

技術領域

本發明涉及航空發動機沖擊動力學與適航符合性驗證技術領域。

背景技術

航空發動機在工作時有可能遭遇外來物如飛鳥、冰雹的撞擊，也有可能遭遇轉子葉片失效而發生葉片飛失事故，由于外物撞擊或葉片飛失破壞了航空發動機的穩定工作狀態，瞬間會產生極大的突加不平衡載荷，在設計和使用航空發動機時，必須考慮此類突加載荷對發動機安全工作的影響。目前國際上多采用真實發動機的外物吞咽和葉片飛失試驗來驗證發動機在遭遇上述突加載荷時的安全性，代價昂貴。為探索航空發動機在遭遇突加載荷時的結構安全分析方法，必須采用試驗、分析、驗證等手段，因此，需要發展一種新的試驗裝置來解決上述問題，部分替代真實發動機的整機試驗。

發明內容

針對上述問題和存在不足，本發明提供了一套試驗裝置，該裝置能可模擬航空發動機轉子的主承力和主傳力結構，開展外物撞擊和模擬葉片飛失試驗，有助于探索航空發動機在遭遇外物撞擊或葉片飛失等突加載荷時的結構安全分析。

為實現上述目的，本發明亞尺度模擬航空發動機旋轉試驗裝置可采用如下技術方案：

一種亞尺度模擬航空發動機旋轉試驗裝置，包括轉軸、驅動轉軸轉動的電機、位于轉軸前端的模擬葉盤、安裝在轉軸上的前支點軸承、安裝于前支點軸承上的前模擬鼓筒、安裝在轉軸上的中支點軸承、安裝于中支點軸承上的支板、自支板前端延伸出并包圍模擬葉盤的前機匣、安裝在轉軸上的后支點軸承、安裝于后支點軸承上的后模擬鼓筒、固定連接支板及后模擬鼓筒的后機匣；后機匣包圍部分的轉軸；所述中支點軸承位于前支點軸承和后支點軸承之間；前機匣的后端固定于支板的前表面上；所述前模擬鼓筒上設有第一傳感器、支板上設有第二傳感器、前機匣外表面上設有第三傳感器、后機匣外表面設有第四傳感器。

本發明中通過設置前、后機匣、支板、模擬轉子軸的轉軸、模擬葉盤、前、后鼓筒等關鍵承力和傳力部件，實現模擬轉子結構航空發動機的結構，并方便安裝各類沖擊動力學參數傳感器，以滿足不同試驗測試的需求。能夠開展外物撞擊和模擬葉片飛失試驗，有助于探索航空發動機在遭遇外物撞擊或葉片飛失等突加載荷時的結構安全分析。

而本發明中的試驗方法可采用以下技術方案：

在開展沖擊強度試驗時，第一、第二、第三、第四傳感器均使用應變片，獲得四個位置的變形與受力情況；

在開展振動試驗時，第一、第二、第三、第四傳感器均使用振動加速度計，獲得機匣、鼓筒與支板位置的振動特性；

在開展鳥撞、冰撞試驗時，第二傳感器使用應變片，而第一、第三、第四傳感器使用加速度計進行測量，獲得瞬時沖擊載荷下的振動響應；

在開展葉片丟失試驗時，第三、四傳感器使用應變片，而第一、第二傳感器使用加速度計進行測量，獲得機匣處的變形與應變，以及鼓筒及支板處由于不平衡載荷導致的振動。

上述的試驗方法，通過亞尺度模擬航空發動機旋轉試驗裝置的結構設置，能夠在第一、第二、第三、第四傳感器處按照不同的試驗所要得到的測量數據而靈活的進行傳感器設置，在同一個試驗裝置上即可進行不同的試驗，大大提高了試驗裝置的通用性。

附圖說明

圖1是本發明模擬航空發動機旋轉試驗裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明航空發動機環境試驗用可控冰雹發射裝置的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。