[發明專利]獲得鳥撞試驗中切鳥質量的方法和發動機鳥撞試驗系統

在審

• 申請號: 202210089835.3
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN116539266A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 劉傳欣;倪曉琴;劉靜昭;柴象海
• 申請（專利權）人: 中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: G01M7/08
• 分類號: G01M7/08;B64F5/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 喻學兵

本發明公開了一種獲得鳥撞試驗中切鳥質量的方法和發動機鳥撞試驗系統，獲得鳥撞試驗中切鳥質量的方法包括S1在模擬鳥彈上設置多個第一感應件；S2發射模擬鳥彈，捕捉模擬鳥彈被葉片切割瞬間多個第一感應件的空間坐標；S3計算被切割后模擬鳥彈的切鳥體積，獲取切鳥質量。發動機鳥撞試驗系統包括葉片，鳥彈發射裝置，位置檢測裝置和信息處理裝置。本申請的獲得鳥撞試驗中切鳥質量的方法和發動機鳥撞試驗系統，在模擬鳥彈上設置第一感應件，設置位置檢測裝置用于檢測模擬鳥彈的位置信息，通過對第一感應件的位置進行實時檢測得到模擬鳥彈撞擊葉片的切鳥體積，并根據切鳥體積計算切鳥質量。

技術領域

本發明涉及一種獲得鳥撞試驗中切鳥質量的方法和發動機鳥撞試驗系統。

背景技術

飛機起飛和降落過程是最容易發生鳥擊的階段。由于飛機飛行速度快，與飛鳥發生碰撞后常造成極大的破壞，嚴重時會造成飛機的墜毀，目前鳥撞是威脅航空安全的重要因素之一。

對于航空發動機，飛鳥常常會被吸入進氣口，撞擊航空發動機的風扇葉片。風扇葉片是航空發動機的重要部件，為航空發動機提供了75％～80％推力，風扇葉片的性能對航空發動機性能起著關鍵的作用。飛鳥對航空發動機的撞擊很有可能會讓風扇葉片變形甚至斷裂，使得風扇葉片氣動性能下降，導致風扇葉片提供給飛機的推力大幅下降，同時風扇葉片斷裂形成的葉片碎片或鳥體碎片會被進氣口的強大吸力吸入發動機內部，影響發動機其他結構的性能，最終導致發動機空中停車，危及飛機飛行安全。

為了應對鳥撞的危害，業界對航空發動機的結構設計和強度有了嚴格要求，并在設計以及制造階段進行鳥撞試驗以確保安全。具體而言，航空發動機應能承受一定數量和質量的鳥擊仍能保持要求的性能。近年來，根據實際情況需要，對大型民用發動機提出了更加嚴格的鳥撞規定。

目前風扇葉片抗鳥撞設計，通常采用仿真分析和試驗相結合的方式。在結構設計初始，采用仿真分析對葉片抗鳥撞性能進行評估。首先根據評估結果進行初步抗鳥撞結構設計，然后生產試驗件進行試驗驗證，再根據試驗結果完善結構設計，最終達到結構抗鳥撞設計的目的。這樣可以最大限度的降低設計成本，同時減少由鳥撞帶來的安全問題。

在風扇葉片的整個設計過程中，需要不斷通過鳥撞試驗來校核仿真分析的模型與方法，通過仿真再現試驗過程與現象，確保仿真分析的模型與方法的準確性。因此需要鳥撞試驗提供真實鳥速、鳥彈撞擊位置、鳥彈尺寸、切鳥質量等信息，由于模擬鳥彈在撞擊葉片后變為粉碎狀，無法根據撞擊后的模擬鳥彈得到切鳥質量等信息，只能通過試驗錄像或者照片大致目視估算切鳥質量等信息，使得仿真與試驗誤差較大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中切鳥質量信息目前只能通過試驗錄像或者照片大致目視估算導致誤差較大的缺陷，提供一種獲得鳥撞試驗中切鳥質量的方法和發動機鳥撞試驗系統。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種獲得鳥撞試驗中切鳥質量的方法，包括以下步驟：

S1、在模擬鳥彈上均勻設置多個可識別的第一感應件；

S2、發射所述模擬鳥彈，并捕捉所述模擬鳥彈被葉片切割瞬間位于所述葉片的吸力面側的被切割鳥彈上的多個所述第一感應件的空間坐標；

S3、根據所述空間坐標計算被切割后所述模擬鳥彈的切鳥體積，獲取所述切鳥質量。

在本方案中，在模擬鳥彈上設置第一感應件，利用位置檢測裝置檢測模擬鳥彈在空中的飛行軌跡，模擬鳥彈被葉片切割時葉片的切鳥體積，模擬鳥彈在飛行過程中的速度，模擬鳥彈的飛行姿態以及模擬鳥彈和葉片的撞擊位置等信息，計算得到更精確的切鳥質量。

較佳地，所述第一感應件為反光的標識點。