[發(fā)明專(zhuān)利]一種核心機(jī)試驗(yàn)用后機(jī)匣

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011310509.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112304622A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛俊濤;張倩;欒永先;王天一
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)航發(fā)沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01M15/02
• 分類(lèi)號(hào): G01M15/02;G01M15/14
• 代理公司: 北京航信高科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 劉傳準(zhǔn)

本申請(qǐng)屬于發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種核心機(jī)試驗(yàn)用后機(jī)匣。該后機(jī)匣包括承力機(jī)匣(1)與隔熱件(2)，承力機(jī)匣(1)包括外層機(jī)匣(11)、內(nèi)層機(jī)匣(12)與支板(13)；隔熱件(2)，包括相同的兩部分，每一部分包括外流道板(21)、內(nèi)流道板(22)與整流葉片(23)；其中，整流葉片(23)的截面為U型結(jié)構(gòu)，且沿隔熱件(2)的軸向開(kāi)口，兩個(gè)隔熱件(2)沿軸向?qū)雍螅魅~片(23)能夠?qū)⒅О?13)包圍，且隔熱件(2)的外流道板(21)與內(nèi)流道板(22)均位于承力機(jī)匣(1)的外層機(jī)匣(11)與內(nèi)層機(jī)匣(12)之間。本申請(qǐng)可以有效的降低隔熱件和承力件溫度至金屬材料適用溫度范圍，極大的提高了后機(jī)匣的耐溫能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種核心機(jī)試驗(yàn)用后機(jī)匣。

背景技術(shù)

從物理概念上講，核心機(jī)是指在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，由高壓壓氣機(jī)、燃燒室和高壓渦輪組成的核心部分，其設(shè)計(jì)技術(shù)水平的高低對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的水平有著決定性的影響。核心機(jī)部件在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中處于最?lèi)毫拥墓ぷ鳝h(huán)境(溫度最高、壓力最高)，且具有最高的工作轉(zhuǎn)速，因而是發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)度和使用可靠性方面最為關(guān)鍵的部件。

因此，工程研制時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要、難度最大的核心機(jī)三大部件單獨(dú)分離出來(lái)，配以進(jìn)、排氣裝置、承力框架形成核心機(jī)試驗(yàn)機(jī)，并開(kāi)展一系列的測(cè)試和試驗(yàn)，為發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品研制做支撐或技術(shù)儲(chǔ)備。

核心機(jī)后機(jī)匣位于高壓渦輪出口和排氣裝置之間，現(xiàn)有的核心機(jī)匣與本申請(qǐng)的承力機(jī)匣1結(jié)構(gòu)類(lèi)似，承力機(jī)匣1結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括外層機(jī)匣11、內(nèi)層機(jī)匣12，外層機(jī)匣11連接輔助安裝節(jié)，內(nèi)層機(jī)匣12連接軸承系統(tǒng)，兩層機(jī)匣間使用多個(gè)支板13連接，支板13處于核心機(jī)試驗(yàn)機(jī)流道中，支板13作為整流件或其外層附接整流件(未示出)，用于對(duì)高溫高壓燃?xì)庹鳎髾C(jī)匣是核心機(jī)試驗(yàn)機(jī)承力系統(tǒng)的重要組成部分。在核心機(jī)試驗(yàn)機(jī)試車(chē)過(guò)程的某些極限狀態(tài)下，后機(jī)匣所處的環(huán)境溫度甚至高于整機(jī)狀態(tài)高壓渦輪出口溫度，超過(guò)了金屬材料結(jié)構(gòu)的使用極限，無(wú)法保證核心機(jī)試驗(yàn)機(jī)試車(chē)安全，需要有相應(yīng)耐溫或冷卻措施。

目前，后機(jī)匣結(jié)構(gòu)形式主要有兩種，一種是整體鑄造機(jī)匣和鈑金焊接流道件，一種是裝配式機(jī)匣和整體鑄造整流葉片。

整體鑄造機(jī)匣和鈑金焊接流道件的結(jié)構(gòu)，主要用于整機(jī)后機(jī)匣結(jié)構(gòu)，位于低壓渦輪后，環(huán)境溫度壓力相對(duì)較低，是目前國(guó)內(nèi)自主研制的發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)的典型結(jié)構(gòu)，燃?xì)庠诮?jīng)過(guò)低壓渦輪膨脹做功后，溫度、壓力都大幅降低，對(duì)后機(jī)匣結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求相對(duì)較低。但在核心機(jī)試車(chē)時(shí)，后機(jī)匣位于高壓渦輪后，環(huán)境苛刻，強(qiáng)度、可靠性等要求大大提高，在一些極端情況下，如喘振、極限狀態(tài)等，鈑金焊接結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)彎曲、變形、翹曲甚至開(kāi)裂等問(wèn)題，影響核心機(jī)試車(chē)安全。另外，鈑金焊接件在核心機(jī)臺(tái)份較少的情況下，加工、裝配技術(shù)狀態(tài)不好控制，裝配難度大，間隙無(wú)法控制，且鈑金焊接件為周向分段結(jié)構(gòu)，不具備引入冷卻氣源對(duì)后機(jī)匣進(jìn)行冷卻的條件，對(duì)核心機(jī)試驗(yàn)機(jī)試車(chē)狀態(tài)提出了較大限制。

國(guó)外先進(jìn)大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)使用的裝配式承力機(jī)匣和整體鑄造整流葉片的渦輪間機(jī)匣結(jié)構(gòu)，雖然整體鑄造流道件耐溫性能好，但裝配式承力機(jī)匣對(duì)設(shè)計(jì)、加工、裝配要求高，技術(shù)難度大，成本高，而且目前裝配式機(jī)匣國(guó)內(nèi)技術(shù)不成熟，在核心機(jī)試驗(yàn)機(jī)試車(chē)階段主要考核三大部件的情況下，作為陪試件的后機(jī)匣應(yīng)該在滿足試車(chē)需要的基礎(chǔ)上盡量采用成熟結(jié)構(gòu)并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，來(lái)降低研制成本，提高試車(chē)可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題至少之一，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N核心機(jī)試驗(yàn)用后機(jī)匣，通過(guò)在承力件外側(cè)連接隔熱板進(jìn)行隔熱，以實(shí)現(xiàn)對(duì)后機(jī)匣的冷卻降溫。

本申請(qǐng)核心機(jī)試驗(yàn)用后機(jī)匣，主要包括：

承力機(jī)匣，包括外層機(jī)匣與內(nèi)層機(jī)匣，內(nèi)層機(jī)匣同軸設(shè)置在外層機(jī)匣內(nèi)，內(nèi)層機(jī)匣與外層機(jī)匣通過(guò)支板連接；

隔熱件，包括相同的兩部分，每一部分包括環(huán)形的外流道板與環(huán)形的內(nèi)流道板，內(nèi)流道板同軸設(shè)置在外流道板內(nèi)，內(nèi)流道板與外流道板通過(guò)整流葉片連接；