[發明專利]一種航空發動機吞砂試驗用噴砂設備及其校準方法

有效

• 申請號: 202211075685.7
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115184033B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 苗華兵;張世維;彭永驄;范澤兵;唐楠;唐向清;王飛飛;李宏韜
• 申請（專利權）人: 中國航發四川燃氣渦輪研究院
• 主分類號: G01M15/14
• 分類號: G01M15/14;G01M15/02
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 張倩

本發明提供了一種航空發動機吞砂試驗用噴砂設備及其校準方法，所述噴砂設備包括依次連接的輔助空氣組件、砂塵計量組件、砂塵混合裝置以及多個砂塵噴嘴。該方法從噴砂設備可靠性、發動機進口砂塵濃度和發動機進口砂塵均勻度三方面對噴砂設備進行了全面校準，形成了完整的噴砂設備校準方法；通過對發動機進口砂塵濃度進行校準，獲取了發動機進口砂塵濃度實時計算方法，解決了吞砂試驗結果評估滯后的問題，大大提高了吞砂試驗結果的有效性；通過對發動機進口砂塵均勻度進行校準，獲取了發動機進口砂塵均勻度實時測定方法，解決了發動機進口砂塵均勻度無法準確測定的問題，大大提高了吞砂試驗的安全性。

技術領域

本發明屬于航空發動機環境試驗技術領域，具體涉及一種航空發動機吞砂試驗用噴砂設備及其校準方法。

背景技術

飛機在沙漠、濃煙濃霧等環境比較惡劣的地區飛行時，發動機往往會吸入由風、飛機尾跡揚起或漂浮于空氣中的砂粒和灰塵顆粒。砂粒和灰塵顆粒具有強烈的磨蝕性，可使發動機風扇、壓氣機轉子和靜子葉片薄的尾緣和尖部磨蝕，降低風扇、壓氣機的工作效率和結構強度，小砂粒融化并附著于渦輪葉片表面，進而影響渦輪工作效率。砂塵環境也會使發動機燃油消耗率和維護成本增加，實際使用壽命大大降低。

吞砂試驗的成敗制約著裝備該型發動機的飛機是否具備在沙漠、濃煙濃霧等環境比較惡劣地區部署與執勤的能力。我國《航空渦輪噴氣和渦輪風扇發動機通用規范》（GJB241A-2010）和《航空渦輪螺槳和渦輪軸發動機通用規范》（GJB 242A-2018）把吞砂試驗作為新型航空發動機狀態鑒定的重要試驗項目之一，《航空渦噴渦扇發動機吞砂試驗要求》（GJB2026-94）也對發動機進口砂塵濃度和均勻度做出了規定，并要求發動機吞砂試驗前對噴砂設備進行校準。發動機進口砂塵濃度過低時，無法準確獲取發動機抗砂塵能力，砂塵濃度過高時，可能造成發動機損壞，砂塵濃度過低或過高均會導致吞砂試驗失敗；發動機進口砂塵不均勻時，可能造成發動機轉靜子葉片不均勻磨蝕而損壞，進而導致吞砂試驗失敗。由此可見，實時監測并控制發動機進口砂塵濃度和均勻度對成功完成航空發動機吞砂試驗并獲取發動機抗砂塵能力至關重要。

現有的噴砂設備校準方法缺乏對發動機進口砂塵均勻度的校準，且校準結果無法用于發動機進口砂塵濃度實時計算和發動機進口砂塵均勻度的實時測定，影響吞砂試驗結果的有效性和吞砂試驗的安全性，不利于吞砂試驗的順利開展。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種航空發動機吞砂試驗用噴砂設備及校準方法，以解決現有噴砂設備吞砂試驗前校準內容不完整和吞砂試驗中無法實時計算發動機進口砂塵濃度、測定發動機進口砂塵均勻度的問題，保證吞砂試驗的順利進行。

為了實現上述目的，本發明提供了如下技術方案，提供了一種航空發動機吞砂試驗用噴砂設備，所述噴砂設備包括依次連接的用于提供噴砂用引射空氣的輔助空氣組件、用于砂塵流量計量的砂塵計量組件、用于將砂塵在引射空氣中散布均勻的砂塵混合裝置以及用于進行噴砂的多個砂塵噴嘴。

本發明所提供的航空發動機吞砂試驗用噴砂設備，還具有這樣的特征，所述輔助空氣組件包括：總供氣管路、主路供氣管路和旁路供氣管路，所述總供氣管路上設有順次連接的試車臺供氣壓力測點、總供氣常閉閥、空氣過濾器；所述主路供氣管路上設有順次連接的主路供氣常閉閥、主路調壓常閉閥、空氣流量測量裝置；所述旁路供氣管路上設有順次連接的旁路供氣常閉閥和旁路調壓常閉閥，其中，所述試車臺供氣壓力測點用于監測輔助供氣壓力；所述總供氣常閉閥用于控制輔助供氣的供給；所述空氣過濾器用于過濾輔助空氣中的雜質；主路供氣常閉閥用于控制主路供氣管路內的空氣供給；主路調壓常閉閥用于調節主路供氣管路內的空氣壓力和流量；空氣流量測量裝置用于測量主路供氣管路內的空氣流量；旁路供氣常閉閥用于控制旁路供氣管路內的空氣供給；旁路調壓常閉閥用于調節旁路供氣管路內的空氣壓力和流量。