[發(fā)明專利]一種分體式帶動力模擬的渦扇發(fā)動機(jī)短艙測力試驗裝置及測力試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011281006.2
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112485014B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭秋亭;熊能;范長海;林俊;杜寧;潘華燁;王超;陶洋;張詣;楊海濱;賈曉東;高榮釗;劉光遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M15/14
• 分類號: G01M15/14;G01M9/06
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 賈曉燕

本發(fā)明公開了一種分體式帶動力模擬的渦扇發(fā)動機(jī)短艙測力試驗裝置及測力試驗方法，包括：前端支撐機(jī)構(gòu)；桿式天平，其一端與前端支撐機(jī)構(gòu)相接，另一端連接短艙，短艙與前端支撐機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有間隙；短艙內(nèi)安裝有槳轂，槳轂上安裝有風(fēng)扇葉盤；支桿，其內(nèi)部設(shè)置有傳動軸，傳動軸一端與槳轂固定相接，另一端安裝有渦輪，支桿連接有渦輪機(jī)匣，渦輪位于渦輪機(jī)匣內(nèi)，渦輪機(jī)匣設(shè)置在后端支撐機(jī)構(gòu)上；測壓耙，其安裝在支桿上；外涵導(dǎo)葉，其安裝在支桿端部。本發(fā)明能夠通過調(diào)控風(fēng)扇轉(zhuǎn)速模擬單獨短艙進(jìn)口空氣流量，實現(xiàn)模擬短艙進(jìn)氣和排氣影響下模型氣動力的精確測量，獲得的試驗數(shù)據(jù)對于指導(dǎo)渦扇發(fā)動機(jī)短艙以及飛機(jī)整體的設(shè)計及優(yōu)化具有重要的價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于渦扇發(fā)動機(jī)及渦扇發(fā)動機(jī)短艙模型動力測量領(lǐng)域，具體涉及一種分體式帶動力模擬的渦扇發(fā)動機(jī)短艙測力試驗裝置及測力試驗方法。

背景技術(shù)

先進(jìn)民用飛機(jī)的發(fā)展越來越強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性、安全性、舒適性和環(huán)保性，對于發(fā)動機(jī)、氣動布局、材料等提出了越來越高的要求。為達(dá)到卓越的經(jīng)濟(jì)性，民用飛機(jī)一般采用高涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)顯著降低發(fā)動機(jī)燃油消耗率。高涵道比發(fā)動機(jī)安裝方式主要有兩種：翼下吊裝或機(jī)身外安裝。這種發(fā)動機(jī)外形尺寸大，且具有很不光滑的外形，需要通過具有光滑外形的短艙來整流，以減小整機(jī)的飛行阻力。因此，為了使得飛機(jī)具有較好的飛行性能，發(fā)動機(jī)短艙的空氣動力學(xué)設(shè)計顯得格外重要。

風(fēng)洞試驗是評估短艙外形設(shè)計優(yōu)劣的一種重要方法。在民用飛機(jī)詳細(xì)氣動設(shè)計階段，對發(fā)動機(jī)短艙的模擬按模擬準(zhǔn)確性區(qū)分主要包含堵錐模型試驗、通氣模型試驗、(進(jìn)氣)引射試驗、(排氣)噴流模型試驗和帶渦輪動力模型試驗等方式。傳統(tǒng)的堵錐模型完全無法模擬進(jìn)氣和排氣對短艙氣動特性的影響，目前研究單個短艙的阻力特性、發(fā)散馬赫數(shù)特性等試驗通常采用成本較為低廉的通氣短艙試驗?zāi)Ｐ?，這種方法可以在一定范圍內(nèi)模擬噴流流動，但不能模擬進(jìn)氣流動。帶渦輪動力的短艙模型試驗?zāi)軌蚰M進(jìn)氣口幾何形狀、排氣口幾何形狀、進(jìn)氣口流動、排氣流動以及進(jìn)氣/排氣干擾等短艙設(shè)計所需考量的重要因素，是獲取和改進(jìn)動力短艙性能的有效方法。

采用簡易流量調(diào)節(jié)裝置獲得的進(jìn)氣流量系數(shù)約0.4～0.7，較飛行條件下短艙流量系數(shù)0.6～2.0低，難以準(zhǔn)確評估飛行條件下進(jìn)氣和排氣對發(fā)動機(jī)短艙的氣動力特性影響。此外，常規(guī)通氣試驗短艙通過支板與天平連接(如專利授權(quán)公告號CN207717325U所述)，天平測得的力包含短艙支架的力，難以扣除。本發(fā)明通過巧妙的設(shè)計，使得天平測得的力只有短艙的氣動力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。

為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種分體式帶動力模擬的渦扇發(fā)動機(jī)短艙測力試驗裝置，包括：

前端支撐機(jī)構(gòu)；

桿式天平，其一端采用錐配合與前端支撐機(jī)構(gòu)通過法蘭相接，另一端連接有短艙，所述短艙與前端支撐機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有間隙；所述短艙內(nèi)安裝有槳轂，所述槳轂上安裝有風(fēng)扇葉盤；

支桿，其內(nèi)部設(shè)置有傳動軸，且所述傳動軸一端與槳轂固定相接，另一端安裝有渦輪，所述支桿連接有渦輪機(jī)匣，且所述渦輪位于渦輪機(jī)匣內(nèi)，所述渦輪機(jī)匣設(shè)置在后端支撐機(jī)構(gòu)上；

測壓耙，其安裝在所述支桿上，且位于短艙內(nèi)靠出口處，測壓耙與短艙之間無接觸；外涵導(dǎo)葉，其安裝在所述支桿端部，且外涵導(dǎo)葉位于風(fēng)扇葉盤與測壓耙之間。

優(yōu)選的是，其中，所述前端支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)包括：

短艙底座，其通過螺栓固定在風(fēng)洞壁板上，且短艙底座上設(shè)置有短艙支架，所述桿式天平一端采用錐配合與短艙支架通過法蘭固定相接；所述短艙與短艙支架之間設(shè)置有間隙；

所述后端支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)包括：

支撐接頭，所述渦輪機(jī)匣固定設(shè)置在支撐接頭上；

風(fēng)洞半彎刀機(jī)構(gòu)，所述支撐接頭通過銷釘固定連接在風(fēng)洞半彎刀機(jī)構(gòu)上。