[發明專利]渦扇發動機整機低壓風扇動應力測量遙測模塊冷卻裝置

在審

• 申請號: 202310177322.2
• 申請日: 2023-02-27
• 公開（公告）號: CN116358878A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 張靈俊;窩丁日海;王永明;陳磊;岳定陽;伍鑫
• 申請（專利權）人: 中國航發四川燃氣渦輪研究院
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: 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: 秦亞群

本發明提供一種渦扇發動機整機低壓風扇動應力測量遙測模塊冷卻裝置，包括：發動機帽罩，其前端中心位置開設通孔，通孔處設置帶通氣孔的拉緊螺栓；其內部設置集氣箱，集氣箱的進氣口與拉緊螺栓的出氣端連通；集氣箱的殼體依次連接第一安裝座和第二安裝座，形成冷卻氣集氣腔；第一安裝座的殼體沿周向均勻設置多個沖擊冷卻孔，用于使冷卻氣通過沖擊冷卻孔對遙測模塊發射裝置形成射流沖擊冷卻；第二安裝座的殼體連接遙測模塊接收裝置轉接座，形成遙測腔，轉接座上沿周向均勻開設多個冷卻氣排氣孔；冷卻后的氣體進入遙測腔，再從冷卻氣排氣孔排出。本發明可保證整個風扇動應力測量試驗過程中遙測模塊不超過限制溫度從而達到冷卻方案的可靠與穩定。

技術領域

本發明涉及航空發動機設計技術領域，具體涉及一種渦扇發動機整機低壓風扇動應力測量遙測模塊冷卻裝置。

背景技術

對航空發動機或燃氣輪機而言，葉片是最重要且易出現故障的零件之一，無論是壓氣機葉片還是渦輪葉片，其結構和工作環境都相當復雜，因此在研制過程中，需要對葉片的振動應力進行測量，得到葉片在全轉速狀態下的穩定應力、共振頻率及共振應力，從而對所有工作狀態下的葉片的持久及應力水平進行評定。風扇葉片是航空發動機的重要零件，同樣也是易出故障的零件。為保證發動機工作安全，通常在發動機設計階段對也風扇葉片進行動應力測量分析試驗，用以評估確定所有工作狀態下風扇葉片允許的應力水平和耐久性能。尤其是在航空發動機設計與測試階段，風扇葉片的動應力測量是航空發動機安全性監測的重要參數，風扇葉片的安全穩定運轉是發動機可靠性的重要保證。

動應力測量技術可在試車中真實反映出風扇葉片振動的變形情況，是保證發動機風扇葉片足夠的強度設計的重要依據。風扇葉片振動應力測量的基本原理為：在葉片表面粘貼應變片，在低壓渦輪工作狀態下，利用引線將振動信號通過滑環引電器輸出至測試系統，直接獲得葉片旋轉時的振動應力。通常低壓風扇轉子試驗工況溫度不超過200℃，因此風扇葉片動應力測量均采用中常溫應變片。

由于受到低壓風扇部件工作載荷復雜、高壓轉子部件布局的干涉以及低壓轉子結構空間限制等因素的限制，在整機狀態下開展低壓風扇葉片動應力測量用的測試裝置和測試引線安裝結構設計難度極高，目前工程上最常見的測量方法是基于遙感測量系統開展動應力測量試驗。但是，在整個動應力測量試驗過程中，遙測模塊工作溫度不允許超過80℃，這也對冷卻系統和測試裝置的布局等提出了嚴苛的要求與嚴峻的挑戰。動應力測量試驗過程中，遙測模塊一旦出現超溫故障，通常會造成試驗中斷，這會導致試驗周期大大加長，無論是時間成本還是經濟成本都會顯著增加。

因此，高效、可靠的遙測模塊冷卻方案設計是動應力測量試驗成功的有效保障，通過冷卻方案的創新設計來保證遙測模塊在試驗過程中的穩定性，從而提高風扇動應力測量試驗成功率以及數據的可靠性。

發明內容

有鑒于此，本申請實施例提供一種渦扇發動機整機低壓風扇動應力測量遙測模塊冷卻裝置，用以保證整個風扇動應力測量試驗過程中遙測模塊不超過限制溫度從而達到冷卻方案的可靠與穩定。

本申請實施例提供以下技術方案：一種渦扇發動機整機低壓風扇動應力測量遙測模塊冷卻裝置，包括：

發動機帽罩，所述發動機帽罩前端中心位置開設通孔，所述通孔處設置拉緊螺栓，所述拉緊螺栓上設置用于引氣的通氣孔；

所述發動機帽罩內設置集氣箱，該集氣箱為回轉空腔結構，所述集氣箱的進氣口與所述拉緊螺栓的所述通氣孔的出氣側連通，用于將冷卻氣引入所述集氣箱內；所述集氣箱的殼體軸向依次連接遙測模塊接收裝置第一安裝座和遙測模塊接收裝置第二安裝座，所述集氣箱的內腔形成冷卻氣集氣腔；

所述遙測模塊接收裝置第一安裝座的外側殼體上沿周向均勻設置多個沖擊冷卻孔，用于使進入所述冷卻氣集氣腔內的冷卻氣通過所述沖擊冷卻孔對遙測模塊發射裝置形成射流沖擊冷卻；所述遙測模塊接收裝置第二安裝座的殼體軸向依次連接遙測模塊接收裝置轉接座和前軸承腔密封座，形成遙測腔，所述遙測模塊接收裝置轉接座上沿周向均勻開設多個調壓孔；冷卻后的氣體進入所述遙測腔，再從所述調壓孔排出，進入帽罩內腔。