[發明專利]一種低非必要脈動的移動插板式總壓畸變發生器及試驗方法

有效

• 申請號: 202011493917.1
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112729855B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 李傳鵬;宣彬;胡駿;阮立群;朱春雨
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01M15/14
• 分類號: G01M15/14;G01M15/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

本發明公開了一種低非必要脈動的移動插板式總壓畸變發生器及試驗方法，所述畸變發生器包括兩個相互配合的畸變段；畸變段在接口處分別設有相互配合的矩形連接板；其中一個畸變段沿流道口設有圓形支板和支板調節驅動器；所述圓形支板包括1段固定圓弧支板和若干段可伸縮圓弧支板；所述支板調節驅動器包括旋鈕和渦卷彈簧；根據插板插入流道的深度進行調節，保留了流場畸變強度連續可調的能力；圓形支板使插板式畸變發生器與流道圓筒壁面更好的貼合，避免了氣流流過可移動插板式畸變發生器所在位置時進入縫隙以及密封盒所形成的容腔，減小了壓力脈動，降低了被試件進口截面氣流的紊流度。

技術領域

本發明涉及航空發動機技術領域，主要涉及一種低非必要脈動的移動插板式總壓畸變發生器及試驗方法。

背景技術

航空飛機在飛行過程中不可避免遭遇一些關于氣動穩定性的問題，大量研究表明：進氣畸變是誘發壓氣機內部流動失穩的關鍵因素之一，且發生最頻繁。

借鑒俄羅斯航空發動機研制經驗，目前我國普遍采用插板式進口總壓畸變發生器加上綜合畸變指數的技術路線來評估航空發動機的氣動穩定性問題。

可移動插板式進口總壓畸變發生器由矩形插板、留有圓孔的矩形密封盒、液壓缸、位移傳感器和輔助支架等組成。矩形插板通常是6-10毫米厚的金屬板，插板被封裝在留有圓孔的密封盒內，密封盒的圓孔與被試件(發動機或壓氣機)圓形直聯通道相連。插板從密封盒中移出，遮擋密封盒圓孔部分面積，則在被試件上游形成了畸變氣流。通過控制插板的插入深度，對氣流造成擾動，使得進口總壓產生畸變，并達到規定的畸變指數，以便在試驗中驗證進氣畸變對壓氣機工作穩定性的影響。插板式進口總壓畸變發生器結構簡單，可操作性強，連續可調，而且實驗評定方法簡潔高效，具有很好的工程適用性和通用性。

然而，應用中發現，現有的可移動插板式畸變發生器存在著氣流脈動強度大的問題，尤其是當插板全部藏在密封盒內(不遮擋流道)進行被試件無畸變來流試驗時，被試件進口截面的紊流度遠遠高于不裝可調插板式畸變發生器的直聯管道。究其原因，具有一定厚度的插板夾在密封盒前后留有圓孔的端板之間，使得兩端板留有一定距離的縫隙。氣流流過可移動插板式畸變發生器所在位置時會進入縫隙以及密封盒所形成的容腔，產生壓力脈動，形成高紊流度的氣流，使得被試件進口截面的紊流度過高。因此，需要對可移動插板式畸變發生器進行優化設計，保留畸變強度可調的優點，并盡可能降低不必要的氣流脈動。

發明內容

發明目的：本發明提供了一種低非必要脈動的移動插板式總壓畸變發生器及試驗方法，針對現有可移動插板式畸變發生器存在的缺陷，通過對插板畸變發生器處的流道進行優化，在保留流場畸變強度連續可調的前提下，有效控制密封盒形成容腔引起的氣流脈動，降低不必要的高強度紊流。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種低非必要脈動的移動插板式總壓畸變發生器，包括兩個相互配合的畸變段；所述畸變段在接口處分別設有相互配合的矩形連接板，在兩塊矩形連接板對應位置均設有流道口；所述其中一個畸變段沿流道口設有圓形支板和支板調節驅動器；所述圓形支板包括1段固定圓弧支板和若干段可伸縮圓弧支板；所述可伸縮圓弧支板沿圓周方向可以向固定圓弧支板方向收縮或伸長；所述支板調節驅動器包括旋鈕和渦卷彈簧；所述渦卷彈簧包括內圈彈簧和外圈彈簧，固定在固定圓弧支板上方的旋鈕上；內圈彈簧兩端由旋鈕伸出，固定于兩側可伸縮圓弧支板外部，外圈彈簧兩端由旋鈕伸出，固定于與旋鈕距離最遠的兩段可伸縮圓弧支板上；所述可伸縮圓弧支板均為可拆卸分離支板；所述兩段畸變段之間設有矩形插板，所述插板與圓形支板收縮后的圓弧狀流道口配合，形成一個封閉的空間，用于遮擋部分圓形流道。

進一步地，所述畸變段另一端均與主流道連接，在主流道末端分別設有圓形連接板；兩端圓形連接板分別與直管道I段和直管道II段通過對應的圓形連接板配合固定；所述圓形連接板圓周均勻設有若干相互配合的螺栓連接孔。

進一步地，所述圓形支板包括1段固定圓弧支板和14段可伸縮圓弧支板；所述固定圓弧支板位于沿矩形連接板長邊方向的正上方。