CN110389036A - 模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台 - Google Patents

Abstract

本申请属于航空发动机管路的流阻特性和泄露特性测试技术领域，特别涉及一种模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台，包括：移动底板；固定平台，位于移动底板的顶部；支撑杆，用于将移动底板与固定平台进行连接；固定板，用于将试验件的进口管路和出口管路固定设置在所述固定平台上，并可受控地调节进口管路和出口管路的位置；引气装置，与试验件的进口管路连接。本申请的模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台，具有良好的可操作性；另外，平台底部的移动部件提供了较强的机动性；进一步，整个连接结构具有牢固的稳定性，进而保证了连接装置的密封性，同时保证了试验的安全性。

Description

模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台

技术领域

本申请属于航空发动机管路的流阻特性和泄露特性测试技术领域，特别涉及一种模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台。

背景技术

航空发动机外部管路是发动机总体结构的重要组成部分，是发动机燃油系统、滑油系统及空气系统等介质传输和能量传递的重要通道，其流通特性、分配特性以及密封特性对系统可靠性密切相关，甚至影响到整个发动机的可靠性和安全性。由于航空发动机的紧凑布局、变形不协调和抗振动破坏等原因，外部管路往往会设计异形走线(如弯曲、拐入)，并存在插装结构，这些均对管路流阻特性和泄露有决定性的影响，试验验证可以准确把握发动机外部管路的流阻特性和泄露特性，对发动机热管理设计具有很强的支撑作用。

现有试验方案采用分体连接后自由放置，存在以下几点问题：

1)由于没有约束点，无法保证外部管路连接状态与实际发动机安装状态一致，当外部管路实际安装姿态为插装结构时，无法进行插装件之间的轴向、周向和径向位置与角度配合，不但无法进行精确的间隙配合模拟得不到间隙泄露特性，还不能承受管路内部腔压造成试验件的崩裂；

2)连接密封性问题，当管路流动特性试验压力和温度较高时，管路随气流产生振动会加剧紧固件热膨胀导致的松动泄露隐患，试验重新进行的风险较高；

3)试验安全性问题，管路试验件只有进口与试验装置相连接，一旦连接不牢固，在高压气流的作用下，发生连接件或是试验件飞出，将造成极其严重的后果；

4)可操作性与规范性问题，现有装置由于没有固定的安装平台，因而不同结构外部管路，将造成试验装置连接的改变，一方面可能造成连接顺序上的混乱，另一方面不易按步骤检查管路的牢固性和密封性。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台。

本申请公开了一种模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台，包括：

移动底板，所述移动底板的底部设置在移动部件，用于带动所述移动底板在水平面内横向移动；

呈板状的固定平台，所述固定平台位于所述移动底板的顶部，所述固定平台一个板面与所述移动底板的顶面相对，其中，试验件及其进口管路和出口管路设置在所述固定平台上表面；

支撑杆，所述支撑杆的数量为多个，均匀分布在所述移动底板以及所述固定平台的两侧，用于将所述移动底板与所述固定平台进行连接；

固定板，所述固定板用于将所述试验件的进口管路和出口管路固定设置在所述固定平台上，并可受控地调节所述进口管路和出口管路在水平面纵向以及垂直于水平面的竖直方向上的位置；

引气装置，所述引气装置位于所述固定平台的横向的一侧，与所述试验件的进口管路连接。

根据本申请的至少一个实施方式，所述支撑杆的底部设置有圆形孔，顶部沿轴向开设有条形孔，其中

所述支撑杆的底部通过与所述圆形孔适配的螺栓，与所述移动底板的侧面固定连接；

所述支撑杆的顶部通过与所述条形孔适配的螺栓，与所述固定平台的侧面固定连接。

根据本申请的至少一个实施方式，在所述移动底板以及所述固定平台的同一侧，所述支撑杆的数量为五个，其中，

五个所述支撑杆的顶部分别通过与五个沿水平面内横向方向依次布置的螺栓，与所述固定平台的侧面固定连接；

在所述支撑杆的底部，其中第一、第二个所述支撑杆的底部通过同一个螺栓与所述移动底板连接，第三个所述支撑杆的底部通过一个螺栓与所述移动底板连接，第四、第五个所述支撑杆的底部通过同一个螺栓与所述移动底板连接。

根据本申请的至少一个实施方式，所述固定平台的上表面沿水平面内纵向方向均匀设置多根滑轨，所述固定板的底部设置有相适配的滑槽。

根据本申请的至少一个实施方式，所述固定板包括：

第一固定板，所述第一固定板设置在所述固定平台靠近所述引气装置的一侧，所述第一固定板包括呈L形布置的第一底板和第一背板，其中，所述滑槽设置在所述第一底板底部，所述第一背板开设有与所述进口管路相适配的通孔。

根据本申请的至少一个实施方式，所述固定板还包括：

第二固定板，所述第二固定板包括呈L形布置的第二底板和第二背板，其中，所述滑槽设置在所述第二底板底部，所述第二背板沿竖直方向开设有多个条形孔；

管路固定件，所述管路固定件一端通过螺栓与所述第二背板的条形孔连接，另一端设置有与所述进口管路相适配的通孔。

根据本申请的至少一个实施方式，所述管路固定件包括：

固定部，所述固定部的底部通过螺栓与所述第二背板的条形孔连接，所述固定部的顶部设置有半圆形凹槽；

盖体部，所述盖体部的底部设置有半圆形凹槽，所述盖体部通过螺栓固定设置在所述固定部上，两个所述半圆形凹槽构成与所述进口管路相适配的通孔。

根据本申请的至少一个实施方式，在所述试验件两侧，分别设置有至少两个与进口管路和出口管路连接的所述第二固定板及适配的管路固定件。

根据本申请的至少一个实施方式，所述固定板还包括：

第三固定板，所述第三固定板包括呈L形布置的第三底板和第三背板，其中，所述滑槽设置在所述第三底板底部，所述第三背板开设有通孔；

法兰，所述法兰设置在所述第三背板的通孔处，用于所述试验件出口管路的出口法兰连接。

根据本申请的至少一个实施方式，所述第三固定板设置在所述固定平台上远离所述引气装置的最外侧。

本申请至少存在以下有益技术效果：

本申请的模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台，有精确控制三维坐标位置的优势，因此具有良好的可操作性，同时能够使安装流程规范化；另外，平台底部的移动部件提供了较强的机动性，使试验平台能够随时移动位置，不受空间限制；进一步，整个连接结构具有牢固的稳定性，进而保证了连接装置的密封性，同时保证了试验的安全性。

附图说明

图1是本申请模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台的使用状态图；

图2是本申请模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台中移动底板与固定平台连接后的主视图；

图3是本申请模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台中移动底板与固定平台连接后的俯视图；

图4是本申请模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台中第一固定板的主视图和侧视图；

图5是本申请模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台中第二固定板的主视图和侧视图；

图6是本申请模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台中第三固定板的主视图和侧视图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

本申请是一种模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台，可以准确模拟发动机外部管路的实际安装姿态，以解决当前发动机外部管路采用分体连接后自由放置，以及进行插装结构试验时，必须进行焊接结构来承载内部腔压等问题。

下面结合附图1-图6对本申请的模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台进一步详细说明。

本申请公开了一种模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台，可以包括移动底板1、固定平台2、支撑杆4、固定板以及引气装置5。

移动底板1的底部设置在移动部件，用于带动移动底板1在水平面内横向移动；其中，移动部件可以为已知的多种适合的结构，例如滚轮、滑轨等等；本实施例中，优选为万向轮，4个万向轮分布在移动底板1底部的四个角。

固定平台2呈板状，位于移动底板1的顶部；固定平台2一个板面(底面)与移动底板1的顶面相对，其中，试验件4及其进口管路41和出口管路42设置在固定平台2上表面。

支撑杆4的数量为多个，均匀分布在移动底板1以及固定平台2的两侧，用于将移动底板1与固定平台2进行连接。

固定板用于将试验件4的进口管路41和出口管路42固定设置在固定平台2上，并可受控地调节进口管路41和出口管路42在水平面纵向以及垂直于水平面的竖直方向上的位置。

引气装置5位于固定平台2的横向的一侧，与试验件4的进口管路41连接。

进一步地，本申请中的支撑杆4可以为多种适合的结构；如图1、图2所示，在本实施例中，优选在支撑杆3的底部设置有圆形孔，顶部沿轴向开设有条形孔，其中，支撑杆3的底部通过与圆形孔适配的螺栓，与移动底板1的侧面固定连接；支撑杆3的顶部通过与条形孔适配的螺栓，与固定平台2的侧面固定连接。

并且，支撑杆3的数量及连接位置可以根据需要进行适合的选择；如图1、图2所示，本实施例中，优选在移动底板1以及固定平台2的同一侧，支撑杆3的数量为五个(即两侧一共10个)；其中，五个支撑杆3的顶部分别通过与五个沿水平面内横向方向依次布置的螺栓，与固定平台2的侧面固定连接。另外，在支撑杆3的底部，其中第一、第二个支撑杆3的底部通过同一个螺栓与移动底板1连接，第三个支撑杆3的底部通过一个螺栓与移动底板1连接，第四、第五个支撑杆3的底部通过同一个螺栓与移动底板1连接。

进一步地，本申请的通用试验平台中，如图3所示，优选固定平台2的上表面沿水平面内纵向方向均匀设置多根滑轨21，固定板的底部设置有相适配的滑槽，从而使得固定板能够带动进口管路41和出口管路42沿纵向移动，以调节纵向位置。

进一步地，本申请的通用试验平台中，固定板可以根据需要设置成多种适合的结构；本实施例中，如图4-图6所示，固定板可以包括第一固定板61、第二固定板62以及第三固定板64。

具体地，第一固定板61设置在固定平台2靠近引气装置5的一侧；第一固定板61包括呈L形布置的第一底板611和第一背板612，其中，上述与滑轨21适配的滑槽设置在第一底板611底部，第一背板612开设有与进口管路41相适配的通孔，以安装进口管路41。

第二固定板62包括呈L形布置的第二底板621和第二背板622；其中，滑槽设置在第二底板621底部，第二背板622沿竖直方向开设有多个条形孔；

在第二固定板62上还设置有管路固定件63；管路固定件63一端通过螺栓与第二背板622的条形孔连接，另一端设置有与进口管路41相适配的通孔，从而使得管路固定件63能够固定管路，同时可根据需要带动管路沿竖直方向移动。

进一步，管路固定件63可以多种适合的结构，例如卡箍；本实施例中，管路固定件63包括固定部631以及盖体部632。

固定部631的底部通过螺栓与第二背板622的条形孔连接，固定部631的顶部设置有半圆形凹槽；盖体部632的底部设置有半圆形凹槽，盖体部632通过螺栓固定设置在固定部631上，使得两个半圆形凹槽构成与进口管路41或出口管路42相适配的通孔。

进一步，第二固定板62及与其适配的管路固定件63的数量可以根据需要进行适合的选择；本实施例中，优选在试验件4两侧，分别设置有至少两个与进口管路41和出口管路42连接的第二固定板62及适配的管路固定件63。更进一步，优选进口管路41一侧是三个，出口管路42一侧是两个。

同样地，第三固定板64包括呈L形布置的第三底板641和第三背板642；其中，滑槽设置在第三底板641底部，第三背板642开设有通孔。

另外，在第三固定板64的第三背板642的通孔处还设置有法兰65，用于试验件4出口管路42的出口法兰连接。

进一步地，本实施例中，优选第三固定板64数量为一个，设置在固定平台2上远离引气装置5的最外侧。

综上所述，本申请的模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台中，试验平台能够实现3个方向的动作；第一是通过多根支撑杆3的平移，实现试验件4及其进口管路41和出口管路42在发动机安装状态下沿轴线的横向运动；第二是通过各固定板在固定平台2上通过滑轨、凹槽纵向滑动，实现试验件4及其进口管路41和出口管路42之间配合时纵向位置的变化；第三是通过管路固定件63在第二固定板62的条形孔内的移动，实现在竖直方向上的升降运动。

本申请的模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台，在安装时能够模拟试验件在发动机上的安装姿态，作为前固定支点的第一固定板61连接试验件4进口管路41的进口法兰，作为后固定支点的第三固定板64连接试验件4出口管路42的出口法兰，作为中间固定支点的第二固定板62负责调整试验件4及其进口管路41和出口管路42之间配合位置及高度，确保试验件4能够自由移动。

组合试验件时，按照发动机真实安装坐标，将试验件用管夹座与端盖配合固定在固定板上，用尺寸为M8X30的螺栓(GB5783-2000)施加预紧力夹紧，固定板再通过尺寸为M8的短螺栓(GB5783-2000)所施加的螺纹预紧力固定在固定平台2上，螺栓通过固定平台2上的倒T型槽可以实现较为方便的安装与拆卸，并能灵活适应试验件不同长度与不同角度的安装需求。

若外部管路在发动机安装状态时为插装结构，试验过程中试验件会因为腔道高压会产生轴向力，并随着腔压上升而增大。在轴向力的传导过程中，主要的承力零件为尺寸M8的螺栓，主要承力方式为剪切力和与螺栓轴向一致的拉力。因此在试验平台的使用过程中，M8螺栓的连接部位为安装危险点，需要进行校核，以判断装置的安装强度是否符合要求，此处不再具体赘述。

本申请的模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台，有精确控制三维坐标位置的优势，因此具有良好的可操作性，同时能够使安装流程规范化；另外，平台底部的移动部件提供了较强的机动性，使试验平台能够随时移动位置，不受空间限制；进一步，整个连接结构具有牢固的稳定性，进而保证了连接装置的密封性，同时保证了试验的安全性。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种模拟航空发动机外部管路真实安装坐标的通用试验平台，其特征在于，包括：

移动底板(1)，所述移动底板(1)的底部设置在移动部件，用于带动所述移动底板(1)在水平面内横向移动；

呈板状的固定平台(2)，所述固定平台(2)位于所述移动底板(1)的顶部，所述固定平台(2)一个板面与所述移动底板(1)的顶面相对，其中，试验件(4)及其进口管路(41)和出口管路(42)设置在所述固定平台(2)上表面；

支撑杆(4)，所述支撑杆(4)的数量为多个，均匀分布在所述移动底板(1)以及所述固定平台(2)的两侧，用于将所述移动底板(1)与所述固定平台(2)进行连接；

固定板，所述固定板用于将所述试验件(4)的进口管路(41)和出口管路(42)固定设置在所述固定平台(2)上，并可受控地调节所述进口管路(41)和出口管路(42)在水平面纵向以及垂直于水平面的竖直方向上的位置；

引气装置(5)，所述引气装置(5)位于所述固定平台(2)的横向的一侧，与所述试验件(4)的进口管路(41)连接。

2.根据权利要求1所述的通用试验平台，其特征在于，所述支撑杆(3)的底部设置有圆形孔，顶部沿轴向开设有条形孔，其中

所述支撑杆(3)的底部通过与所述圆形孔适配的螺栓，与所述移动底板(1)的侧面固定连接；

所述支撑杆(3)的顶部通过与所述条形孔适配的螺栓，与所述固定平台(2)的侧面固定连接。

3.根据权利要求2所述的通用试验平台，其特征在于，在所述移动底板(1)以及所述固定平台(2)的同一侧，所述支撑杆(3)的数量为五个，其中，

五个所述支撑杆(3)的顶部分别通过与五个沿水平面内横向方向依次布置的螺栓，与所述固定平台(2)的侧面固定连接；

在所述支撑杆(3)的底部，其中第一、第二个所述支撑杆(3)的底部通过同一个螺栓与所述移动底板(1)连接，第三个所述支撑杆(3)的底部通过一个螺栓与所述移动底板(1)连接，第四、第五个所述支撑杆(3)的底部通过同一个螺栓与所述移动底板(1)连接。

4.根据权利要求1所述的通用试验平台，其特征在于，所述固定平台(2)的上表面沿水平面内纵向方向均匀设置多根滑轨(21)，所述固定板的底部设置有相适配的滑槽。

5.根据权利要求4所述的通用试验平台，其特征在于，所述固定板包括：

第一固定板(61)，所述第一固定板(61)设置在所述固定平台(2)靠近所述引气装置(5)的一侧，所述第一固定板(61)包括呈L形布置的第一底板(611)和第一背板(612)，其中，所述滑槽设置在所述第一底板(611)底部，所述第一背板(612)开设有与所述进口管路(41)或出口管路(42)相适配的通孔。

6.根据权利要求5所述的通用试验平台，其特征在于，所述固定板还包括：

第二固定板(62)，所述第二固定板(62)包括呈L形布置的第二底板(621)和第二背板(622)，其中，所述滑槽设置在所述第二底板(621)底部，所述第二背板(622)沿竖直方向开设有多个条形孔；

管路固定件(63)，所述管路固定件(63)一端通过螺栓与所述第二背板(622)的条形孔连接，另一端设置有与所述进口管路(41)或出口管路(42)相适配的通孔。

7.根据权利要求6所述的通用试验平台，其特征在于，所述管路固定件(63)包括：

固定部(631)，所述固定部(631)的底部通过螺栓与所述第二背板(622)的条形孔连接，所述固定部(631)的顶部设置有半圆形凹槽；

盖体部(632)，所述盖体部(632)的底部设置有半圆形凹槽，所述盖体部(632)通过螺栓固定设置在所述固定部(631)上，两个所述半圆形凹槽构成与所述进口管路(41)相适配的通孔。

8.根据权利要求6所述的通用试验平台，其特征在于，在所述试验件(4)两侧，分别设置有至少两个与进口管路(41)和出口管路(42)连接的所述第二固定板(62)及适配的管路固定件(63)。

9.根据权利要求5所述的通用试验平台，其特征在于，所述固定板还包括：

第三固定板(64)，所述第三固定板(64)包括呈L形布置的第三底板(641)和第三背板(642)，其中，所述滑槽设置在所述第三底板(641)底部，所述第三背板(642)开设有通孔；

法兰(65)，所述法兰(65)设置在所述第三背板(642)的通孔处，用于所述试验件(4)出口管路(42)的出口法兰连接。

10.根据权利要求9所述的通用试验平台，其特征在于，所述第三固定板(64)设置在所述固定平台(2)上远离所述引气装置(5)的最外侧。