CN102777410A

CN102777410A - 无尾桨反扭矩系统气动性能综合试验平台用压气机

Info

Publication number: CN102777410A
Application number: CN2012102176451A
Authority: CN
Inventors: 李家春; 杨卫东; 武珅
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2012-06-28
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2032-06-28
Also published as: CN102777410B

Abstract

本发明公开了一种无尾桨反扭矩系统气动性能综合试验平台用压气机，包括进气道、进气机匣、扩压机匣以及压气机盘片组件；进气道、进气机匣、扩压机匣按照气流流向顺序串接，且进气道、进气机匣、扩压机匣均为间壁式结构，进气道、进气机匣、扩压机匣三者的间壁连通以构成空气流道；压气机盘片组件包括压气机轴以及与压气机轴固定的压气机盘片，该压气机轴通过轴承支撑在进气机匣的内腔，压气机盘片的叶片处于空气流道内；所述进气道的进气口轴线与进气道的出气口轴线相垂直，所述扩压机匣的内层壁面以其轴线为中心沿气流流向呈收缩状旋转体。因此，本发明适用于无尾桨反扭矩系统气动性能综合试验平台，其结构简单，维护方便，可靠性强。

Description

无尾桨反扭矩系统气动性能综合试验平台用压气机

技术领域

本发明涉及一种压气机，用于无尾桨反扭矩系统气动性能综合试验平台，环量控制尾梁气动特性研究试验提供气源，属于航空领域。

背景技术

无尾桨反扭矩系统是一种应用于单主旋翼式直升机的新型反扭矩系统，用于平衡主旋翼产生的反扭矩和进行航向控制。于传统的反扭矩系统常规尾桨相比，无尾桨式反扭矩系统结构更加简单，因而具有更高的可靠性和可维护性。无尾桨反扭矩系统无暴露于空气中的高速旋转部件因而直升机起降时地面人员更加安全，低空飞行时直升机自身更加安全，同时，产生较小的噪音。无尾桨式反扭矩系统处于旋翼的下洗流流场中，目前还难以通过计算机精确模拟其工作状态，而只能通过试验获得相关数据。

国内对无尾桨反扭矩系统的研究还处于起步阶段，关于环量控制尾梁部分产生的升力与尾梁的几何参数及气动参数之间的关系的研究、无尾桨反扭矩系统所需的功率与尾梁的几何参数及气动参数之间的关系的研究、环量控制尾梁的几何参数和气动参数与直升机主旋翼的匹配优化设计等研究需要进行大量的试验。为此，我国需要可以进行无尾桨反扭矩系统环量控制尾梁气动特性参数分析和无尾桨反扭矩系统功率需求研究的试验平台。为试验提供气源的压气机，则是该平台的一个重要组成部分。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种无尾桨反扭矩系统气动性能综合试验平台用压气机，其结构简单，维护方便，可靠性强。

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：

一种无尾桨反扭矩系统气动性能综合试验平台用压气机，包括进气道、进气机匣、扩压机匣以及压气机盘片组件；进气道、进气机匣、扩压机匣按照气流流向顺序串接，且进气道、进气机匣、扩压机匣均为间壁式结构，进气道、进气机匣、扩压机匣三者的间壁连通以构成空气流道；压气机盘片组件包括压气机轴以及与压气机轴固定的压气机盘片，该压气机轴通过轴承支撑在进气机匣的内腔，压气机盘片的叶片处于空气流道内，且压气机盘片分别与进气机匣、扩压机匣的内层壁面轴向悬空搭接，同时压气机盘片分别与进气机匣、扩压机匣的内层壁面篦齿密封；所述进气道的进气口轴线与进气道的出气口轴线相垂直，所述扩压机匣的内层壁面以其轴线为中心沿气流流向呈收缩状旋转体。

所述进气道包括进气道内层和进气道外层；进气道内层包括进气道板内层、进气道折弯段内层，进气道外层包括进气道板外层、进气道折弯段外层；且进气道板内层、进气道板外层之间采用螺栓紧固件通过隔环连接成一体；所述进气机匣，包括同轴设置的进气机匣内层以及进气机匣外层，进气机匣内层、进气机匣外层之间的间隙内设置进气机匣垫块，进气机匣内层、进气机匣垫块、进气机匣外层通过螺纹紧固件连接成一体；进气机匣内层、进气机匣外层均呈管状；进气机匣内层的内腔设置有壁板，壁板与进气机匣内层的轴线相垂直，且壁板开设用于安装压气机轴的通孔；所述扩压机匣，包括扩压机匣内层和扩压机匣外层，且扩压机匣内层和扩压机匣外层均为以轴线中心的旋转体；扩压机匣内层和扩压机匣外层之间设置扩压机匣垫块，且扩压机匣内层、扩压机匣垫块和扩压机匣外层通过螺纹紧固件连接成一体；所述进气道板内层、进气道折弯段内层、进气机匣内层顺序串接，且进气机匣内层、扩压机匣内层相邻的两端面均设置用于与压气机盘片密封连接的篦齿；所述进气道板外层、进气道折弯段外层、进气机匣外层以及扩压机匣外层顺序串联。

根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果：

1、与目前无尾桨反扭矩系统使用的可调叶片总距的风扇相比，结构简单，维护方便，可靠性强。

2、与目前无尾桨反扭矩系统使用的通过调整风扇叶片总距的方式不同，本压气机通过调整输入伺服电机的转速来调整压气机的流量和压力，可以做到更加方便，更加准确。

3、本压气机的转速范围大，从而输出的气流流量和压力的范围更大，更利于在一个更大的范围内试验和优化环量控制尾梁试验件。

4、与通过压缩气源作为气源的试验方式相比，本压气机本身可以作为，用以研究各种状态下压气机功率与环量控制尾梁拉力之间的关系，从而进行功率优化。

5、与通过压缩气源作为气源的试验方式相比，试验准备简单，且可以长时间进行试验，提高试验效率。

6、与通过压缩气源作为气源的试验方式相比，采用本压气机作为气源可以较长时间保持压力恒定，试验结果更加准确。

7、本压气机通过垂直于轴向方向进气，能够保证通过中心轴方式安装条件下的进气顺畅。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的剖视结构图；

其中：01.进气道板外层；02.进气道板内层；03.第一组隔环螺栓组件；04.进气道折弯段外层； 05.进气道折弯段内层；06.铆钉；07.第一组螺钉；08.进气机匣外层；09.进气机匣内层；10.进气机匣垫块；11.第一组铰孔螺栓组件；12.第二组螺钉；13.进气机匣外用垫块；14.扩压机匣外层；15.扩压机匣内层；16.扩压机匣垫块；18.第三组螺钉；19.第四组螺钉；20.第二组铰孔螺栓组件；21.第三组铰孔螺栓组件； 22.压气机盘片；23.压气机轴；24.第二组螺栓组件；25.第三组螺栓组件；26.轴承座； 27.轴承盖；28轴承垫片；29.轴承内隔环；30.轴承外隔环；31.轴承；32.轴承定位螺母；33.第五组螺钉。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明所涉及优选实施例的结构示意图；以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。

如图1和图2所示，本发明所述无尾桨反扭矩系统气动性能综合试验平台用压气机，包括进气道、进气机匣、扩压机匣以及压气机盘片组件；进气道、进气机匣、扩压机匣按照气流流向顺序串接，且进气道、进气机匣、扩压机匣均为间壁式结构，进气道、进气机匣、扩压机匣三者的间壁连通以构成空气流道；压气机盘片组件包括压气机轴以及与压气机轴固定的压气机盘片，该压气机轴通过轴承支撑在进气机匣的内腔，压气机盘片的叶片处于空气流道内，且压气机盘片分别与进气机匣、扩压机匣的内层壁面轴向悬空搭接，同时压气机盘片分别与进气机匣、扩压机匣的内层壁面篦齿密封，以减小总压损失；所述进气道的进气口轴线与进气道的出气口轴线相垂直，所述扩压机匣的内层壁面以其轴线为中心沿气流流向呈收缩状旋转体。

具体地说，所述进气道包括进气道内层和进气道外层；进气道内层包括进气道板内层、进气道折弯段内层，进气道外层包括进气道板外层、进气道折弯段外层；且进气道板内层、进气道板外层之间采用螺栓紧固件通过隔环连接成一体；所述进气机匣，包括同轴设置的进气机匣内层以及进气机匣外层，进气机匣内层、进气机匣外层之间的间隙内设置进气机匣垫块，进气机匣内层、进气机匣垫块、进气机匣外层通过螺纹紧固件连接成一体；进气机匣内层、进气机匣外层均呈管状；进气机匣内层的内腔设置有壁板，壁板与进气机匣内层的轴线相垂直，且壁板开设用于安装压气机轴的通孔；所述扩压机匣，包括扩压机匣内层和扩压机匣外层，且扩压机匣内层和扩压机匣外层均为以轴线中心的旋转体；扩压机匣内层和扩压机匣外层之间设置扩压机匣垫块，且扩压机匣内层、扩压机匣垫块和扩压机匣外层通过螺纹紧固件连接成一体；所述进气道板内层、进气道折弯段内层、进气机匣内层顺序串接，且进气机匣内层、扩压机匣内层相邻的两端面均设置用于与压气机盘片密封连接的篦齿；所述进气道板外层、进气道折弯段外层、进气机匣外层以及扩压机匣外层顺序串联。由此可知：进气道板外层、进气道弯折段外层、进气机匣外层和扩压机匣外层构成压气机气流的外部流道边界，进气道板内层、进气道弯折段内层、进气机匣内层和扩压机匣内层构成压气机气流的内部流道边界。压气机盘片安装在进气机匣内层的内腔中，并靠近扩压机匣一端设置，通过旋转将空气加速，从而给空气加压，压气机盘片与进气机匣和扩压机匣之间轴向搭接并通过篦齿密封，以减小总压损失。进气道板外层与进气道弯折段外层之间通过铆钉铆接固定到一起，进气道弯折段外层再通过第一组螺钉安装到进气机匣外层上，进气机匣外层和扩压机匣外层之间通过法兰利用第二组铰孔螺栓组件连接。类似地，进气道板内层与进气道弯折段内层）之间通过铆钉铆接固定到一起，进气道弯折段内层再通过第一组螺钉安装到进气机匣内层上，进气机匣内层和扩压机匣内层之间没有机械连接。为增加进气道的刚度，进气道板外层与进气道板内层之间通过第一组隔环螺栓组件连接到一起。进气机匣外层和进气机匣内层之间通过第三组铰孔螺栓组件和第二组螺钉固定到一起，并通过精密加工的进气机匣垫块保证同轴度。与进气机匣类似，扩压机匣外层与扩压机匣内层之间通过第三组螺钉和第四组螺钉固定到一起，并通过精密加工的扩压机匣垫块保证同轴度。轴承座通过第三组螺栓组件安装固定到扩压机匣内层的壁板上，并通过轴承安装压气机轴。压气机轴通过第二组螺栓组件与压气机盘片安装固定到一起。

Claims

1.一种无尾桨反扭矩系统气动性能综合试验平台用压气机，其特征在于，包括进气道、进气机匣、扩压机匣以及压气机盘片组件；进气道、进气机匣、扩压机匣按照气流流向顺序串接，且进气道、进气机匣、扩压机匣均为间壁式结构，进气道、进气机匣、扩压机匣三者的间壁连通以构成空气流道；压气机盘片组件包括压气机轴以及与压气机轴固定的压气机盘片，该压气机轴通过轴承支撑在进气机匣的内腔，压气机盘片的叶片处于空气流道内，且压气机盘片分别与进气机匣、扩压机匣的内层壁面轴向悬空搭接，同时压气机盘片分别与进气机匣、扩压机匣的内层壁面篦齿密封；所述进气道的进气口轴线与进气道的出气口轴线相垂直，所述扩压机匣的内层壁面以其轴线为中心沿气流流向呈收缩状旋转体。

2.根据权利要求1所述无尾桨反扭矩系统气动性能综合试验平台用压气机，其特征在于，所述进气道包括进气道内层和进气道外层；进气道内层包括进气道板内层、进气道折弯段内层，进气道外层包括进气道板外层、进气道折弯段外层；且进气道板内层、进气道板外层之间采用螺栓紧固件通过隔环连接成一体；

所述进气机匣，包括同轴设置的进气机匣内层以及进气机匣外层，进气机匣内层、进气机匣外层之间的间隙内设置进气机匣垫块，进气机匣内层、进气机匣垫块、进气机匣外层通过螺纹紧固件连接成一体；进气机匣内层、进气机匣外层均呈管状；进气机匣内层的内腔设置有壁板，壁板与进气机匣内层的轴线相垂直，且壁板开设用于安装压气机轴的通孔；

所述扩压机匣，包括扩压机匣内层和扩压机匣外层，且扩压机匣内层和扩压机匣外层均为以轴线中心的旋转体；扩压机匣内层和扩压机匣外层之间设置扩压机匣垫块，且扩压机匣内层、扩压机匣垫块和扩压机匣外层通过螺纹紧固件连接成一体；

所述进气道板内层、进气道折弯段内层、进气机匣内层顺序串接，且进气机匣内层、扩压机匣内层相邻的两端面均设置用于与压气机盘片密封连接的篦齿；所述进气道板外层、进气道折弯段外层、进气机匣外层以及扩压机匣外层顺序串联。