[發明專利]一種變循環航空發動機模式選擇機構地面驗證試驗裝置

在審

• 申請號: 202310400763.4
• 申請日: 2023-04-14
• 公開（公告）號: CN116399599A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 霍成民;項鈞清;程歡歡;王常林;田常棵;王迪;王玉新;張鵬;李成玉
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 主分類號: G01M15/02
• 分類號: G01M15/02;G01M15/14
• 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: 高原

本申請屬于燃氣輪機技術領域，特別涉及一種變循環航空發動機模式選擇機構地面驗證試驗裝置，包括：用于固定安裝試驗件的試驗件轉接筒；周向安裝有多個承載基礎作動筒的鼠籠式承載基礎；一端固定在試驗基礎平臺另一端連接鼠籠式承載基礎并驅動鼠籠式承載基礎軸向位移的承載基礎作動筒；其中，試驗件具有多個周向分布的由試驗件作動筒驅動的閥片，閥片作動筒對閥片施加始終垂直于閥片的載荷；閥片作動筒鉸接在相鄰兩根支桿之間；閥片作動筒隨鼠籠式承載基礎軸向移動而上下擺動，采用集中力代替閥片氣動均布力方式進行調節機構的地面驗證的試驗方案，代替氣壓加載方式進行地面驗證試驗方案，不需氣源加載設備，最大限度的減低了試驗成本和周期。

技術領域

本申請屬于燃氣輪機技術領域，特別涉及一種變循環航空發動機模式選擇機構地面驗證試驗裝置。

背景技術

變循環發動機有兩種典型的工作模式，即“單涵”模式和“雙涵”模式，通過模式選擇機構可在兩種模式之間隨意切換。某型發動機翻轉板式、主動式模式轉換機構，其調節機構基于曲柄滑塊結構，使用作動器驅動調閥片開關，閥片關閉時為“單涵”模式；閥片打開時為“雙涵”模式。閥片外表面受到涵道氣流壓力，在閥片開關過程中其壓大小和方向發生變化，壓力的合力始終垂直于調節片表面，某型航空發動機閥片在開關過程中所受載荷的大小和方向，可以看出閥片開關過程中所受載荷的大小和方向都發生變化。在發動機臺架進行試驗驗證周期長、成本高，如試驗件發生問題損失巨大，需要在試車臺驗證前進行地面驗證，考核其強度、壽命及功能性。采用氣壓加載方式進行地面驗證需要高氣壓、大流量氣源設備，成本巨大，難以實現。

采用結構靜力載荷處理方式：用作動器對閥片施加集中力代替閥片的氣動均布力，進行除閥片之外的調節機構的地面驗證，考核其強度、壽命及功能性；再單獨對閥片進行均布載荷的強度試驗，考核其強度及壽命。這樣調節機構的所有的零部件都能得到有效的驗證。用作動器對閥片施加集中力代替閥片的氣動均布力，要求閥片開關過程中載荷方向隨閥片轉動且始終垂直于閥片加載部位平面，傳統結構靜力加載單元只能實現對固定方向載荷的施加，無法實現變方向載荷的施加。

整個變循環發動機模式選擇機構有8個閥片，閥片之間空間狹小，在狹小的空間內實現8個閥片作動器安裝、調試困難；為滿足變方向、變載荷閥片載荷施加，要求8個閥片作動器的承載基礎與主動式模式轉換機構的作動器同步聯動，因空間狹小閥片作動器的行程有限，只能在工作范圍調節內，調試過程中如承載基礎超出正常工作范圍，超出閥片作動器自動調節行程，承載基礎會拖動閥片作動器對閥片施加非正常載荷，有損壞閥片試驗件的風險；8個閥片與閥片作動器之間角向位置會有加工偏差，導致閥片與閥片作動器之間無法正常安裝，同時2者之間角向加工偏差使兩者之間的載荷不在同一軸線上，閥片載荷異常。

現有技術的缺點：

1、采用閥片作動器對閥片施加集中力代替閥片的氣動均布力，進行調節機構的地面驗證，代替氣壓加載方式進行地面驗證，不需氣源設備，最大限度的減低了試驗成本；

2、解決傳統結構靜力加載單元只能實現對固定方向載荷的施加的限制，滿足閥片開關過程中施加的閥片載荷變方向、變大小的需求；

3、在狹小的空間內設計與主動式模式轉換機構的作動器同步動作的承載基礎和保護裝置，解決閥片作動器安裝、調試困難問題，保護試驗件的安全；

4、設計閥片作動器多自由度安裝座，滿足閥片作動器軸向、周向多自由度轉動的需求，解決閥片與閥片作動器之間安裝困難，載荷干涉問題。

發明內容

為了解決上述問題，本申請提供了一種變循環航空發動機模式選擇機構地面驗證試驗裝置，包括：

用于固定安裝試驗件的試驗件轉接筒；

周向安裝有多個承載基礎作動筒的鼠籠式承載基礎；

一端固定在試驗基礎平臺另一端連接鼠籠式承載基礎并驅動鼠籠式承載基礎軸向位移的承載基礎作動筒；