CN111693267B - 用于试验件残骸承载性能的测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空发动机设计领域，公开了一种用于试验件残骸承载性能的测试装置，包括用来放置试验件残骸的密封箱体，所述箱体的一侧开有供气流进入的进气口和供气流流出的出气口；进气口与出气口位于同侧；所述进气口连通有空压机；所述箱体内设置有用来使气流分层和变向的分隔机构；所述箱体上设置有用来测试箱体内气压变化的气压表。本发明还公开了一种用于试验件残骸承载性能的测试方法。本发明有效解决了现在没有专门用来进行飞机试验件残骸承载性能测试装置的问题。

Description

用于试验件残骸承载性能的测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及航空发动机设计领域，具体涉及用于试验件残骸承载性能的测试装置及测试方法。

背景技术

按照“AC 20-135动力推进安装和推进系统部件的防火试验方法”要求，需要考虑飞行中的气动压力对短舱火区复材蒙皮防火性能的影响。为此，需要在防火试验结束后且试验件残骸冷却后，对试验件残骸的承载性能进行测试。但是，目前国内并没有用于该测试的专用装置和统一的测试方法。现在一般找到一个相对密封的容器，将试验件残骸从防火试验支架上移至容器内，再通过密封胶固定和密封，通过启动装置通入空气到该密封容器内模拟高空环境，来对试验件残骸承载性能进行测试。

因为没有专用测试装置，测试方法也相差较大，使得各个单位的测试结果相差较大，不利于彼此沟通和行业的进步。

发明内容

本发明意在提供一种试验件残骸承载性能测试装置，以解决现在没有专门用来进行飞机试验件残骸承载性能测试装置的问题。

本方案中的试验件残骸承载性能测试装置，包括用来放置试验件残骸的密封箱体，所述箱体的一侧开有供气流进入的进气口和供气流流出的出气口；进气口与出气口位于同侧；所述进气口连通有空压机；所述箱体内设置有用来使气流分层和变向的分隔机构；所述箱体上设置有用来测试箱体内气压变化的气压表。

本发明的优点在于：

首先，通过密封的箱体，为箱体内的气流模拟提供了前提；然后通过进气口和出气口的同侧设置，使气流在箱体内能够最大长度地进行运动，有利于对气流的充分运用；最后，也是最重要的，通过分隔机构，直接在箱体内，将气流分层，同时还能够变转方向，有利于充分模拟飞机航行过程中的高空环境，有助于尽可能真实地模拟航行情况下被火烧后的残骸的压力耐受度和承载性能。

进一步，所述气压表包括机械式微压表和数字微压表。

数字微压表便于读取，机械式微压表可靠性更高，便于对数字微压表读数的校正，通过两个微压表用来实时记录箱体内模拟形成的气压大小，方便及时记录试验件残骸承受压力的极限。

进一步，所述分隔机构，包括用来分层气流的横板以及用来对气流导向的竖板；所述横板有多个，且所有横板平行设置；所述竖板成对设置；所述竖板至少为一对。

通过多个平行设置的横板，对从进气口进入的气流进行分层，尽可能模拟高空层流，通过成对设置的竖板，为气流的流通方向进行导向，有助于通过导向距离的长度来增加或者削弱气流速度。

进一步，所有横板的两端均设置有用来改变横版倾斜角度的导向条。

通过伸长或缩短导向条，改变横板两端的相对位置，进而改变横版的倾斜角度，使形成的层流能够具有不同方向，方便对飞机倾斜情况下层流影响的模拟。

进一步，所述箱体包括顶板，所述导向条竖直贯穿所述顶板，所述导向条和箱体之间连接有密封圈。

通过密封圈，使导向条在上下移动的时候，不会影响箱体的密封性。

进一步，所述箱体包括底板，所述底板上设有用来卡接竖板的卡接槽，所述底板可拆卸连接；不同的底板设置有不同路径的卡接槽。

底板可拆卸连接，当需要使气流具有不同的传输路径的时候，只需要更换底板即可。

进一步，所有竖板成对连接成供气流通过的一个通道，所述通道的两端分别连通进气口和出气口。

通过所有竖板连接成如同迷宫一般奇形怪状的能够连通进气口和出气口的通道，方便将试验件残骸放置在通道的不同位置处，能够进行不同条件下的承载性能测试。

进一步，所述竖板上设置有用来固定试验件残骸的连接盘。

通过连接盘，使试验件残骸能够连接放置在对应位置，有利于使经过横板和竖板修正后的气流更加准确的模拟高空环境，并在此前提下测试出试验件残骸的压力承受能力。

进一步，所述连接盘上设置有用来穿过试验件残骸的固定柱，所述固定柱上设置有红外线传感器。

当试验件残骸连接在固定柱上时，红外线传感器被遮挡能够检测到试验件残骸，当试验件残骸因为不能承受当前压力的气流时，试验件残骸被吹裂或者吹走，此时试验件残骸离开固定柱，红外线传感器检测到该信号后，传递给箱体外与红外线传感器连接的控制器，通过与控制器连接的报警装置进行报警提示，读取此时的压力值，记录下该压力，就是试验件残骸在该条件下的最大承受力，即承载性能。

本发明还提供了一种用于试验件残骸承载性能的测试方法，包括以下步骤：

步骤一，调节横板的倾斜方向；

步骤二，调节竖板的形状进而调节形成气流通道的路径；

步骤三，选择竖板上的某一个连接盘，将试验件残骸穿过固定柱放置到该连接盘上；

步骤四，将竖板形成的两个通道口分别与进气口和出气口连接；

步骤五，将底板与箱体的四个侧板密封连接；

步骤六，从进气口通入一定流速的气流；

步骤七，通过固定柱上的检测器件检测试验件残骸是否离开，当试验件残骸离开时，读取气压表读数。

本方法的优点在于：

分别通过横板模拟层流，通过竖板模拟气流吹向路径，能够尽可能真实地模拟高空航行环境，使检测出的结果更具有实际意义。整个操作简单，且能够形成统一的测试方法，便于相互沟通交流。更重要的是，通过本方法，能够将各种试验条件都进行精准量化，能够在更加细化的条件下进行测试，并得到准确的测试结果。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图。

图2为图1在去掉前侧板和顶板后的结构示意图。

图3为图2的俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：箱体1、底板2、导向条3、横板4、竖板5、机械式微压表6、数字微压表7。

实施例一

实施例基本如附图1、附图2和附图3所示：试验件残骸承载性能测试装置，包括用来放置试验件残骸的密封箱体1，箱体1的一侧开有供气流进入的进气口和供气流流出的出气口，进气口与出气口位于同侧；进气口连通有空压机；箱体1内设置有用来使气流分层和变向的分隔机构；箱体1上设置有用来测试箱体1内气压变化的气压表。

气压表包括机械式微压表6和数字微压表7。数字微压表便于读取，机械式微压表可靠性更高，便于对数字微压表读数的校正，通过两个微压表用来实时记录箱体1内模拟形成的气压大小，方便及时记录试验件残骸承受压力的极限。

分隔机构，包括用来分层气流多个平行设置的横板4以及用来对气流导向成对设置的竖板5，竖板5至少为一对。通过多个平行设置的横板4，对从进气口进入的气流进行分层，尽可能模拟高空层流，通过成对设置的竖板5，为气流的流通方向进行导向，有助于通过导向距离的长度来增加或者削弱气流速度。

所有横板4的两端均设置有用来改变横版倾斜角度的导向条3。通过伸长或缩短导向条3，改变横板4两端的相对位置，进而改变横版的倾斜角度，使形成的层流能够具有不同方向，方便对飞机倾斜情况下层流影响的模拟。

箱体1包括顶板，导向条3竖直贯穿顶板，导向条3和箱体1之间连接有密封圈。通过密封圈，使导向条3在上下移动的时候，不会影响箱体1的密封性。

箱体1包括底板2，底部上设有用来卡接竖板5的卡接槽，底板2可拆卸连接；不同的底板2设置有不同路径的卡接槽。底板2可拆卸连接，当需要使气流具有不同的传输路径的时候，只需要更换底板2即可。

所有竖板5成对连接成供气流通过的一个通道，通道的两端分别连通进气口和出气口。通过所有竖板5连接成如同迷宫一般奇形怪状的能够连通进气口和出气口的通道，方便将试验件残骸放置在通道的不同位置处，能够进行不同条件下的承载性能测试。

竖板5上设置有用来固定试验件残骸的连接盘。通过连接盘，使试验件残骸能够连接放置在对应位置，有利于使经过横板4和竖板5修正后的气流更加准确的模拟高空环境，并在此前提下测试出试验件残骸的压力承受能力。

连接盘上设置有用来穿过试验件残骸的固定柱，固定柱上设置有红外线传感器。当试验件残骸连接在固定柱上时，红外线传感器被遮挡能够检测到试验件残骸，当试验件残骸因为不能承受当前压力的气流时，试验件残骸被吹裂或者吹走，此时试验件残骸离开固定柱，红外线传感器检测到该信号后，传递给箱体1外与红外线传感器连接的控制器，通过与控制器连接的报警装置进行报警提示，读取此时的压力值，记录下该压力，就是试验件残骸在该条件下的最大承受力，即承载性能。

利用以上结构的测试装置，在进行试验件残骸承载性能的测试时，包括以下步骤：

步骤一，调节横板4的倾斜方向；

步骤二，调节竖板5的形状进而调节形成气流通道的路径；

步骤三，选择竖板5上的某一个连接盘，将试验件残骸穿过固定柱放置到该连接盘上；

步骤四，将竖板5形成的两个通道口分别与进气口和出气口连接；

步骤五，将底板2与箱体1的四个侧板密封连接；

步骤六，从进气口通入一定流速的气流；

步骤七，通过固定柱上的检测器件检测试验件残骸是否离开，当试验件残骸离开时，读取气压表读数。

通过本方法，首先，通过密封的箱体1，为箱体1内的气流模拟提供了前提；然后通过进气口和出气口的同侧设置，使气流在箱体1内能够最大长度地进行运动，有利于对气流的充分运用；最后，也是最重要的，通过分隔机构，直接在箱体1内，将气流分层，同时还能够变转方向，有利于充分模拟飞机航行过程中的高空环境，有助于尽可能真实地模拟航行情况下被火烧后的残骸的压力耐受度和承载性能。

分别通过横板4模拟层流，通过竖板5模拟气流吹向路径，能够尽可能真实地模拟高空航行环境，使检测出的结果更具有实际意义。整个操作简单，且能够形成统一的测试方法，便于相互沟通交流。更重要的是，通过本方法，能够将各种试验条件都进行精准量化，能够在更加细化的条件下进行测试，并得到准确的测试结果。

实施例二

与实施例一的区别在于，本实施例中，竖板5和横板4之间安装有用来固定竖板5开口端的安装框。通过安装框不仅将竖板5和横板4的布置空间严格区分开来，还能使竖板5形成的进口和出口能够更好地与箱体1的进口和出口对应，使气流在传输过程中损失更小，减少能量浪费。

实施例三

与实施例一的区别在于，本实施例中，在竖板5的同侧面上开有连通的轨道，连接盘伸进轨道的卡接部为磁铁块，通过在箱底安装的磁铁把手，移动磁铁把手，能够使连接盘上的卡接部跟着磁铁把手沿着轨道移动，通过改变连接盘的位置来改变连接盘上试验件残骸的位置，可以做到在不打开箱体1的前提下，实现试验件残骸不同条件下的承载性能检测。

实施例四

与实施例一的区别在于，本实施例中，位于横板的两侧具有两个导向条3，导向条3伸出箱体顶板的部分，在两个导向条相对的一侧上安装有齿条。在箱体顶部安装有电机，电机连接有转动轴，主动轴的端部连接有与齿条啮合的齿轮；通过电机带动齿轮转动，进而带动齿条移动，使导向条移动。本实施例中的采用一个电机，按照现有转向技术，对两个齿轮进行同时传动。当然，也可以采用两个电机，分别对两个齿轮进行传动，电机和齿轮的连接方式，齿轮和齿条的啮合方式，均可采用现有技术，在此不赘述。

实施例五

与实施例一的区别在于，本实施例中，竖板的底端均镶嵌有磁铁块，在箱体底板的顶面上开有用来使竖板卡接的卡接槽，同一个位置具有多个相邻设置的卡接槽。卡接槽内安装有用来打开或者关闭卡接槽的电磁阀，电磁阀采用现有具有通电打开断电关闭的电磁开关即可。通过在底板底面用磁铁引导磁铁块，能够局部移动竖板的位置，使竖板从一个打开的卡接槽移动到另一个打开的卡接槽中，进而能够调整整个竖板形成的通道的形状，做到不开箱就能改变竖板的布置形状。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.用于试验件残骸承载性能的测试装置，包括用来放置试验件残骸的密封箱体，所述箱体的一侧开有供气流进入的进气口和供气流流出的出气口；其特征在于，进气口与出气口位于同侧；所述进气口连通有空压机；所述箱体内设置有用来使气流分层和变向的分隔机构；所述箱体上设置有用来测试箱体内气压变化的气压表；

所述分隔机构，包括用来分层气流的横板以及用来对气流导向的竖板；所述横板有多个，且所有横板平行设置；所述竖板成对设置；所述竖板至少为一对；

所有竖板成对连接成供气流通过的一个通道， 所述通道的两端分别连通进气口和出气口；所述竖板上设置有用来固定试验件残骸的连接盘。

2.根据权利要求1所述的用于试验件残骸承载性能的测试装置，其特征在于，所述气压表包括机械式微压表和数字微压表。

3.根据权利要求2所述的用于试验件残骸承载性能的测试装置，其特征在于，所有横板的两端均设置有用来改变横版倾斜角度的导向条。

4.根据权利要求3所述的用于试验件残骸承载性能的测试装置，其特征在于，所述箱体包括顶板，所述导向条竖直贯穿所述顶板，所述导向条和箱体之间连接有密封圈。

5.根据权利要求2所述的用于试验件残骸承载性能的测试装置，其特征在于，所述箱体包括底板，所述底板上设有用来卡接竖板的卡接槽，所述底板可拆卸连接；不同的底板设置有不同路径的卡接槽。

6.根据权利要求1所述的用于试验件残骸承载性能的测试装置，其特征在于，所述连接盘上设置有用来穿过试验件残骸的固定柱，所述固定柱上设置有红外线传感器。

7.用于试验件残骸承载性能的测试方法，采用权利要求1所述的测试装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，调节横板的倾斜方向；

步骤二，调节竖板的形状进而调节形成气流通道的路径；

步骤三，选择竖板上的某一个连接盘，将试验件残骸穿过固定柱放置到该连接盘上；

步骤四，将竖板形成的两个通道口分别与进气口和出气口连接；

步骤五，将底板与箱体的四个侧板密封连接；

步骤六，从进气口通入一定流速的气流；

步骤七，通过固定柱上的检测器件检测试验件残骸是否离开，当试验件残骸离开时，读取气压表读数。

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