[發明專利]帶瓦片式襯板保護結構的發動機試車引射筒及其設計方法

有效

• 申請號: 202010565403.6
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111707473B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 余娟娟;張濤
• 申請（專利權）人: 中航工程集成設備有限公司
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02;G01M15/14;G06F30/17;G06F30/15;G06F119/08
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 俞曉祥

本發明涉及航空發動機測試技術領域，具體涉及一種帶瓦片式襯板保護結構的發動機試車引射筒及其設計方法。當引射筒的筒體直接受到高速高溫氣體的沖刷時，筒體極易發生損壞，通常只能采用補焊的方式進行修補，導致了生產成本和時間成本的提升。如果采用耐高溫的高溫合金作為筒體材料，經濟性較差。本發明在該高溫集中區域采用瓦片式襯板保護結構；在支撐結構上部覆蓋有若干襯板，襯板之間具有一定間隔，且每個襯板由單組固定裝置與筒體連接；在相鄰的襯板上還覆蓋有壓板，壓板的一端與相鄰襯板中的一個焊接，壓板的另一端壓緊相鄰襯板中的另一個。熱防護效果良好，引射筒的發生損害概率大大降低，產生了很大的經濟效果。

技術領域

本發明涉及航空發動機測試技術領域，具體涉及一種帶瓦片式襯板保護結構的發動機試車引射筒及其設計方法。

背景技術

目前，隨著航空器的飛速發展，航空發動機在試車臺進行試驗時，需要將發動機尾噴管噴射出的高速高溫氣流通過引射筒引進排氣塔。在引射筒的引射口處，由于高速高溫氣流進入的同時也能吸入一定量的引射冷氣流，高速高溫氣流和冷氣流在排氣筒中充分混合，隨后排出排氣塔。

目前引射筒的筒口材料通常選用Q245R,當引射筒的筒體直接受到高速高溫氣體的沖刷時，筒體在高速高溫氣體的沖擊力和高熱載荷下，引射筒的筒體極易發生損壞。在發生損壞后，通常只能采用補焊的方式進行修補，導致了生產成本和時間成本的提升。如果采用耐高溫的高溫合金作為筒體材料，雖然筒體材料可以承受高溫，但成本較高，經濟性較差。

發明內容

本發明提供了一種帶瓦片式襯板保護結構的發動機試車引射筒及其設計方法，解決引射筒筒體極易損壞的問題，同時能夠降低引射筒的生產成本。

一方面，本發明提供一種帶瓦片式襯板保護結構的發動機試車引射筒，該引射筒從筒體的引射口向后一定范圍內是噴射氣流高溫集中區域，在該高溫集中區域采用瓦片式襯板保護結構；

其中瓦片式襯板保護結構包括焊接在筒體內壁面的支撐結構，該支撐結構是由多條型鋼組成的“井”字形骨架；在支撐結構上部覆蓋有若干襯板，襯板之間具有一定間隔，且每個襯板由單組固定裝置與筒體連接；在相鄰的襯板上還覆蓋有壓板，壓板的一端與相鄰襯板中的一個焊接，壓板的另一端壓緊相鄰襯板中的另一個。

有利地，所述“井”字形骨架由多個弧形工字梁和多個直工字梁組合焊接而成。

有利地，所述弧形工字梁與筒體的弧度相同，所述直工字梁平行于筒體的軸線。

有利地，在軸向相鄰襯板之間覆蓋有軸向壓板，軸向壓板在靠近引射口的一端焊接相鄰襯板中的一個，另一端壓緊相鄰襯板中的另一個。

有利地，在環向相鄰襯板之間覆蓋有環向壓板，環向壓板的一端與相鄰襯板中的一個焊接，另一端壓緊相鄰襯板中的另一個；各環向壓板的焊接端在相同的一端。

有利地，所述弧形工字梁上還分布有若干軸向的通風孔，通風孔在軸向上前后對齊，通風孔的尺寸為48mm-52mm。

有利地，所述單組固定裝置包括扣緊螺母、螺母和螺栓。

有利地，所述襯板的材料為Q245R或耐高溫合金，厚度為10mm-14mm，相鄰襯板之間的距離為18mm-22mm。

有利地，相鄰兩個弧形工字梁的間距為430mm-460mm；相鄰兩個直工字梁的角度間距為15°。

另一方面，本發明還提供一種帶瓦片式襯板保護結構的發動機試車引射筒的設計方法，該方法包括以下步驟：

S1、確定發動機尾噴口噴射范圍以及引射筒筒體的幾何參數；

S2、仿真計算尾噴口噴射氣流在引射筒筒體內的溫度分布情況，確定引射筒筒體內的高溫集中區域；

S3、在高溫扇形區域內采用如上所述的瓦片式襯板保護結構進行防護。