[發(fā)明專利]一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)五級(jí)砂塵環(huán)境吞砂試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010748199.1
• 申請(qǐng)日: 2020-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN111964914B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐利軍;劉引峰;朱明明;劉知理
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)湖南動(dòng)力機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G01M15/14
• 分類號(hào): G01M15/14;G01M15/02
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43211
• 代理人: 黃海波

本發(fā)明公開了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)五級(jí)砂塵環(huán)境吞砂試驗(yàn)裝置，包括：雙螺桿投砂機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)砂塵環(huán)境吞砂試驗(yàn)的需要精確輸出相應(yīng)流量的砂塵；氣動(dòng)噴射器，包括有進(jìn)氣口、進(jìn)砂口和噴砂口，所述進(jìn)氣口通過電磁閥連接壓縮空氣，所述進(jìn)砂口連接所述雙螺桿投砂機(jī)構(gòu)的出砂口；混合器，輸入端與所述氣動(dòng)噴射器的噴砂口相連接，用于將所述噴砂口輸出的砂子均勻摻混后輸出；噴砂環(huán)，與所述混合器的輸出端相連接，用于將混合器輸出的砂子進(jìn)一步均勻化后噴入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)1～5級(jí)砂塵環(huán)境模擬試驗(yàn)，可避免細(xì)砂卡滯、確保砂塵均勻化后噴入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道、吞砂流量控制精度高、結(jié)構(gòu)簡單，安裝調(diào)試和使用維護(hù)方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)領(lǐng)域，特別地，涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)五級(jí)砂塵環(huán)境吞砂試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

直升機(jī)在特定地理環(huán)境近地飛行或遭遇砂塵氣候環(huán)境時(shí)地面石英顆粒被大量吹起并懸浮于空氣中，使發(fā)動(dòng)機(jī)處于砂塵環(huán)境包圍中，砂塵隨氣流進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)吸入大量懸浮于空氣中的砂粒后，碰撞、沖蝕壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片，并與沖蝕形成的金屬屑一起向下游流入燃燒室，在高溫火焰中熔化或保持固態(tài)，并伴隨高溫氣流流向渦輪部件，固化在渦輪葉片表面，堵塞氣膜孔，造成渦輪葉片溫度上升及燒蝕，最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)性能急劇下降、使用壽命大大縮短，直升機(jī)被迫非正常換發(fā)。因此，現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)吞砂能力的要求越來越高，考核也越來越嚴(yán)苛。

目前國軍標(biāo)GJB 1171-91將上述砂塵環(huán)境分為五個(gè)級(jí)別，我國是沙漠化危害嚴(yán)重的國家，軍用直升機(jī)主要作戰(zhàn)地域上都存在4-5級(jí)的惡劣砂塵環(huán)境。國外針對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)吞砂試驗(yàn)開展了大量研究，并將吞砂試驗(yàn)納入到發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)定型的必要環(huán)節(jié)，并對(duì)外嚴(yán)格技術(shù)封鎖，相關(guān)4～5級(jí)砂塵環(huán)境模擬方法不得而知。

我國現(xiàn)有微量吞砂裝置(適用于3級(jí)以下砂塵環(huán)境模擬試驗(yàn))工作原理是通過改變撥砂盤在水平方向轉(zhuǎn)速和垂直方向進(jìn)給速度來調(diào)節(jié)吞砂流量，同時(shí)需要給儲(chǔ)砂罐上部提供高壓氣體來平衡出砂口下游管道輸送氣體壓力。使用該微量吞砂裝置完成了某型發(fā)動(dòng)機(jī)定型吞砂試驗(yàn)(1級(jí)砂塵環(huán)境模擬試驗(yàn))，并且通過增加儲(chǔ)砂罐上部空氣壓力和加大撥砂盤尺寸的方法進(jìn)行了某型發(fā)動(dòng)機(jī)3級(jí)砂塵環(huán)境模擬試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著吞砂流量的增大及細(xì)砂(細(xì)砂流動(dòng)性差)的加入，撥砂盤出現(xiàn)了嚴(yán)重的卡滯現(xiàn)象(即撥砂盤的給進(jìn)速度過快，砂塵不能及時(shí)通過撥砂盤進(jìn)入下游輸送管道而堵塞)，并且高壓空氣的強(qiáng)力吹掃效果也嚴(yán)重影響了吞砂流量的控制精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)五級(jí)砂塵環(huán)境吞砂試驗(yàn)裝置，以解決現(xiàn)有砂塵環(huán)境模擬裝置砂塵流量不滿足要求、易卡滯、控制精度不高、無法滿足五級(jí)砂塵環(huán)境吞砂試驗(yàn)的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)五級(jí)砂塵環(huán)境吞砂試驗(yàn)裝置，包括：

雙螺桿投砂機(jī)構(gòu)，用于根據(jù)砂塵環(huán)境吞砂試驗(yàn)的需要精確輸出相應(yīng)流量的砂塵；

氣動(dòng)噴射器，包括有進(jìn)氣口、進(jìn)砂口和噴砂口，進(jìn)氣口通過電磁閥連接壓縮空氣，所述進(jìn)砂口連接所述雙螺桿投砂機(jī)構(gòu)的出砂口；

混合器，輸入端與所述氣動(dòng)噴射器的噴砂口相連接，用于將所述噴砂口輸出的砂子均勻摻混后輸出；

噴砂環(huán)，與所述混合器的輸出端相連接，用于將混合器輸出的砂子進(jìn)一步均勻化后噴入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道。

進(jìn)一步地，所述雙螺桿投砂機(jī)構(gòu)包括：

砂斗，用于盛放砂塵；

兩輸送螺桿，相互嚙合地設(shè)置在所述砂斗底部，用于根據(jù)砂塵環(huán)境吞砂試驗(yàn)的需要將砂塵定量輸出；

調(diào)速電機(jī)，與所述兩輸送螺桿驅(qū)動(dòng)連接，用于按設(shè)定轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)兩輸送螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，將砂塵定量輸出；

電子稱，設(shè)置在所述砂斗下方，用于計(jì)量砂塵流量；

控制器，與調(diào)速電機(jī)電路連接，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的目標(biāo)流量向所述調(diào)速電機(jī)發(fā)送目標(biāo)轉(zhuǎn)速信號(hào)。