[發明專利]一種航空發動機渦輪導向器排氣面積測量系統及其方法

在審

• 申請號: 202210125061.5
• 申請日: 2022-02-10
• 公開（公告）號: CN114459392A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 高繼昆;閆峰;李季;王曉艷;張濤;王榮譽;權伊明;趙海
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 主分類號: G01B11/28
• 分類號: G01B11/28
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 郭鵬鵬

本申請涉及一種航空發動機渦輪導向器排氣面積測量系統，包括：單軸轉臺，其上連接航空發動機渦輪導向器，能夠帶動航空發動機渦輪導向器轉動；光學掃描儀；六自由度機械臂，其上連接光學掃描儀，能夠帶動光學掃描儀相對于單軸轉臺運動；控制器，與單軸轉臺、六自由度機械臂、光學掃描儀連接，能夠控制單軸轉臺、六自由度機械臂協同動作，以及能夠控制光學掃描儀采集航空發動機渦輪導向器各部位的三維點云坐標；計算機，與光學掃描儀連接，能夠根據航空發動機渦輪導向器各部位的三維點云坐標，計算得到航空發動機渦輪導向器的排氣面積。此外，涉及一種航空發動機渦輪導向器排氣面積測量方法。

技術領域

本申請屬于航空發動機渦輪導向器排氣面積測量技術領域，具體涉及一種航空發動機渦輪導向器排氣面積測量系統及其方法。

背景技術

航空發動機中渦輪導向器的總排氣面積及其各窗口排氣面積，對航空發動機的性能具有重要影響，準確的獲取航空發動機渦輪導向器的總排氣面積及其各窗口排氣面積，可為渦輪導向器加工、制造及其性能預測提供指導。

當前，主要通過以下三種方法測量航空發動機渦輪導向器的總排氣面積及其各窗口排氣面積：

1)標準樣件測具法，使用經標準樣件標校過的專用測具，測量航空發動機渦輪導向器的相關幾何參數，根據測得幾何參數經計算得到航空發動機渦輪導向器的總排氣面積及其各窗口排氣面積，該種方法操作繁瑣、測量效率低，且需要多幾何參數支撐計算得出航空發動機渦輪導向器的總排氣面積及其各窗口排氣面積，存在數據累積誤差的傳遞，誤差較大；

2)三坐標測量法，利用三坐標測量機采集航空發動機渦輪導向器上三維點坐標，根據測得的三維點坐標計算得到航空發動機渦輪導向器的總排氣面積及其各窗口排氣面積，該種方法采集的三維點坐標密度較低，不能精確的復現航空發動機渦輪導向器的輪廓特征，且航空發動機渦輪導向器各窗口狹窄，存在三坐標測量機接觸式測頭無法采集三維點坐標的區域，難以得到準確的測量結果；

3)聲學共振頻率法，將亥姆霍茲共振腔與航空發動機渦輪導向器導向葉片密封接觸，利用聲學原理識別出聲波傳遞損失最大的共振頻率，以該頻率計算出共振腔的容積，計算得到航空發動機渦輪導向器各窗口排氣面積，該方法操作復雜，存在較多誤差項，測量結果精度較低。

鑒于上述技術缺陷的存在提出本申請。

需注意的是，以上背景技術內容的公開僅用于輔助理解本發明的發明構思及技術方案，其并不必然屬于本專利申請的現有技術，在沒有明確的證據表明上述內容在本申請的申請日已經公開的情況下，上述背景技術不應當用于評價本申請的新穎性和創造性。

發明內容

本申請的目的是提供一種航空發動機渦輪導向器排氣面積測量系統及其方法，以克服或減輕已知存在的至少一方面的技術缺陷。

本申請的技術方案是：

一方面提供一種航空發動機渦輪導向器排氣面積測量系統，包括：

單軸轉臺，其上連接航空發動機渦輪導向器，能夠帶動航空發動機渦輪導向器轉動；

光學掃描儀；

六自由度機械臂，其上連接光學掃描儀，能夠帶動光學掃描儀相對于單軸轉臺運動；

控制器，與單軸轉臺、六自由度機械臂、光學掃描儀連接，能夠控制單軸轉臺、六自由度機械臂協同動作，以及能夠控制光學掃描儀采集航空發動機渦輪導向器各部位的三維點云坐標；

計算機，與光學掃描儀連接，能夠根據航空發動機渦輪導向器各部位的三維點云坐標，計算得到航空發動機渦輪導向器的排氣面積。

根據本申請的至少一個實施例，上述的航空發動機渦輪導向器排氣面積測量系統中，計算機根據航空發動機渦輪導向器各部位的三維點云坐標，計算得到航空發動機渦輪導向器的排氣面積，包括計算得到航空發動機渦輪導向器的總排氣面積及其各窗口排氣面積。