CN114136642B - 一种前输出涡轴发动机高空台试验进气装置 - Google Patents

一种前输出涡轴发动机高空台试验进气装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种前输出涡轴发动机高空台试验进气装置，属于发动机试验技术领域，具体包括发动机、进气稳压整流箱、导流盆、测功器和高空舱稳压箱，所述发动机进口与所述导流盆出口侧连接；所述导流盆进口侧与所述高空舱稳压箱之间设有所述测功器，所述测功器通过连接轴与所述发动机连接；所述导流盆外侧连接有所述进气稳压整流箱，所述进气稳压整流箱通过引气管与所述所述高空舱稳压箱直连。通过本申请的处理方案，实现直连式进气，同时保证进气流场均匀，安装结构简单快速，提升发动机高空模拟试验效率，降低了试验成本。

Description

一种前输出涡轴发动机高空台试验进气装置
技术领域
本申请涉及发动机试验技术领域，尤其涉及一种前输出涡轴发动机高空台试验进气装置。
背景技术
按照航空涡轮螺桨和涡轮轴发动机通用规范》要求，涡轴发动机在研制过程中需要开展高空模拟试验进行试验考核。发动机进行高空模拟试验需要设计进气装置，用来保证发动机进口流场和测量发动机进口空气流量。一般涡喷涡扇发动机高空台进气装置采用流量管形式，其设计结构相对简单，由于发动机进气结构特点，涡轴发动机进气装置形式多样，后输出涡轴发动机进气如涡喷涡扇发动机一样，采用流量管形式，但前输出涡轴发动机进气结构要复杂的多。前输出涡轴发动机进气一般为环形进气，测功器通过一根连接轴与发动机相连，位于发动机进气口前端正前方，而且发动机进口与测功器中间的空间距离狭小，进气装置设计难度大，而且连接轴从进气装置穿过，试验前需要完成测功器与发动机对中调节，这就对进气装置的安装结构设计要求极高。
前输出涡轴发动机高空模拟试验一般采用两种进气布局，一种是敞开式进气布局，采用双曲进气导流盆作为进气装置，此种方式有极大的弊端，一是测功器位于发动机前端对流场的干扰，导致发动机进口温度场分布不均匀；二是该形式，整个高空舱前室均处于来流环境中，在调节发动机进气温度时，需要将保证整个前室均调节至要求温度下，调节时间比较长，而且需要的进气来流流量较大，试验能耗高；三是测功器位于进气环境下，测功器环境使用包线会限制试验包线，若要解决限制问题，则需要对测功器进行保温处理，这样会加大工程设计量，而且保护罩内密封环境不易监测测功器状态，加大试验风险。
在国外涡轴发动机高空台试验还有一种进气蜗壳结构，但是进气蜗壳结构复杂，蜗壳设计、加工及安装难度要求高，国内前输出涡轴发动机尚未运用，一般只在压气机和涡轮部件试验中使用。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种前输出涡轴发动机高空台试验进气装置，在前输出涡轴发动机高空台试验时，设计了一种直连式进气装置，解决敞开式方式的各种问题，又简化了蜗壳设计、加工及安装的难度，降低里设计成本。
本申请实施例提供一种前输出涡轴发动机高空台试验进气装置，包括发动机、进气稳压整流箱、导流盆、测功器和高空舱稳压箱，所述发动机进口与所述导流盆出口侧连接；
所述导流盆进口侧与所述高空舱稳压箱之间设有所述测功器，所述测功器通过连接轴与所述发动机连接；
所述导流盆外侧连接有所述进气稳压整流箱，所述进气稳压整流箱通过引气管与所述所述高空舱稳压箱直连。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述导流盆设有环向的内壁和外壁，导流盆内壁和导流盆外壁之间设有总温总压测量探针与导流盆支板一体化设置的的测量复合支板。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述测量复合支板上均布有多个总温总压测量点，所述总温总压测量点位于所述发动机进口的前端。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述进气稳压整流箱设置为圆形环腔结构，所述引气管的两端分别与所述环形腔结构的外壁和所述高空稳压箱连接。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述进气稳压整流箱内部设有整流罩，所述整流罩套设的连接于所述导流盆外壁上。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述整流罩与所述导流盆之间通过柔性密封圈连接。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述柔性密封圈为苯基硅橡胶密封圈。
根据本申请实施例的一种具体实现方式，所述引气管上设有波纹管。
有益效果
本申请实施例中的前输出涡轴发动机高空台试验进气装置，借鉴了敞开式进气结构的导流盆，在导流盆外部设计了一进气稳压整流装置，通过引气导管与高空舱稳压箱相连，保证进气流场均匀集中，涡轴发动机在高空舱进行-40℃试验点时，只需花半小时调温时间，调温时间大幅降低。
将总温总压测量探针与导流盆的安装支板进行了一体化设计，复合一体式设计可以降低对流场的干扰，可以通过流量吹风试验，获取导流盆的流量系数，总温总压测点位于发动机进口处，可以提高模拟的精准度。
安装结构简单快速，进气装置安装只需两人在半个工作日内完成；发动机进气温度、压力均匀，满足试验模拟要求，提升发动机高空模拟试验效率，降低了试验成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为根据本发明一实施例的前输出涡轴发动机高空台试验进气装置结构示意图；
图2为根据本发明一实施例的进气稳压整流箱的结构示意图；
图3为根据本发明一实施例的导流盆的截面示意图；
图4为图3的A处放大图。
图中：1、高空舱稳压箱；2、引气管；3、波纹管；4、进气稳压整流箱；5、整流罩；6、柔性密封圈；7、发动机；8、测功器；9、导流盆；9-1、导流盆外壁；9-2、导流盆内壁；9-3、测量复合支板、9-4、静压测量安装座；9-5、总温总压测量点；9-6、固定端。
具体实施方式
下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
本申请实施例提供了一种前输出涡轴发动机高空台试验进气装置，包括发动机7、进气稳压整流箱4、导流盆9、测功器8和高空舱稳压箱1，所述发动机7进口与所述导流盆9出口侧连接；所述导流盆9进口侧与所述高空舱稳压箱1之间设有所述测功器8，所述测功器8通过连接轴与所述发动机7连接；所述导流盆9外侧连接有所述进气稳压整流箱4，进气稳压整流箱4与导流盆9之间气流相通，所述进气稳压整流箱4通过引气管2与所述所述高空舱稳压箱1直连。
进一步的，所述导流盆9设有环向的内壁和外壁，导流盆内壁9-2和导流盆外壁9-1之间设有总温总压测量探针与导流盆支板一体化设置的的测量复合支板9-3，导流盆内壁9-2和导流盆外壁9-1之间形成气流通道，测量复合支板9-3可以检测流经导流盆9的进气流场，一体化的设计可以降低对流场的干扰。
具体的，所述测量复合支板9-3上均布有多个总温总压测量点9-5，所述总温总压测量点9-5位于所述发动机7进口的前端，导流盆外壁9-1上设有与测量复合支板9-3相连接的固定端9-6，固定端9-6即为总温总压测量耙固定端。
在一个实施例中，导流盆外壁9-1上还设有静压测量安装座9-4，用于检测静压。
进一步的，所述进气稳压整流箱4设置为圆形环腔结构，所述引气管2的两端分别与所述环形腔结构的外壁和所述高空稳压箱1连接。为方便安装，进气稳压整流箱4采用两半法兰对接形式，参照图1-2，进气稳压整流箱4的一侧面套设在导流盆外壁9-1上，另一侧面套设在导流盆内壁9-2上，并紧密连接，导流盆外壁9-1与导流盆内壁9-2之间形成进气流道，气流从高空舱稳压箱1经过引气管2进入到进气稳压整流箱4中，再经过导流盆9上形成的进气流道进入到发动机7中，从而实现了直连式进气。
进一步的，所述进气稳压整流箱4内部设有整流罩5，所述整流罩5套设的连接于所述导流盆外壁9-1上，参照图1所示，进入到进气稳压整流箱4的气流经过整流罩5后使进气更加均匀，保证了发动机7进气流场。
进一步的，所述整流罩5与所述导流盆9之间通过柔性密封圈6连接，为降低进气装置对发动机7本体的振动耦合，以及进气装置对发动机7进口安装边力载荷施加，导流盆9与进气稳压整流箱4之间采用柔性密封圈6连接密封，整个进气稳压整流箱4在安装过程中和使用过程中，不会对发动机7进气边施加载荷，保证发动机7进气边结构的完整性。
优选的，所述柔性密封圈6为苯基硅橡胶密封圈。由于发动机进气温度在-56℃至60℃范围，一般的硅橡胶难以保证强度，本实施例中采用的苯基硅橡胶，在结构强度可靠性方面大大增强。
在一个优选的实施例中，所述引气管2上设有波纹管3，波纹管3具有缓冲作用，当引气管2受到温度变化引起的热膨胀或冷缩情况时，可通过波纹管3进行调节。
本申请的装置对传统导流盆进行了优化改进，将总温总压复合探针与导流盆的安装支板进行了一体化设计，可以通过流量吹风试验，获取导流盆的流量系数。总温总压测点位于发动机进口处，可以提高模拟的精准度，复合一体式设计可以降低对流场的干扰。
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权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种前输出涡轴发动机高空台试验进气装置，其特征在于，包括发动机、进气稳压整流箱、导流盆、测功器和高空舱稳压箱，所述发动机进口与所述导流盆出口侧连接；
所述导流盆进口侧与所述高空舱稳压箱之间设有所述测功器，所述测功器通过连接轴与所述发动机连接；
所述导流盆外侧连接有所述进气稳压整流箱，所述进气稳压整流箱通过引气管与所述高空舱稳压箱直连；所述进气稳压整流箱设置为圆形环腔结构，所述圆形环腔结构的外壁的一端与所述高空舱稳压箱的一端通过所述引气管相连，所述圆形环腔结构的外壁的另一端与所述高空舱稳压箱的另一端通过所述引气管相连；
所述导流盆设有环向的内壁和外壁，导流盆内壁和导流盆外壁之间设有总温总压测量探针与导流盆支板一体化设置的测量复合支板；所述测量复合支板上均布有多个总温总压测量点，所述总温总压测量点位于所述发动机进口的前端；
所述进气稳压整流箱的一侧面套设在所述导流盆外壁上，另一侧面套设在所述导流盆内壁上，并紧密连接，所述导流盆外壁与所述导流盆内壁之间形成进气流道，气流从所述高空舱稳压箱经过所述引气管进入到所述进气稳压整流箱中，再经过所述导流盆上形成的进气流道进入到所述发动机中。
2.根据权利要求1所述的前输出涡轴发动机高空台试验进气装置，其特征在于，所述进气稳压整流箱内部设有整流罩，所述整流罩套设的连接于所述导流盆外壁上。
3.根据权利要求2所述的前输出涡轴发动机高空台试验进气装置，其特征在于，所述整流罩与所述导流盆之间通过柔性密封圈连接。
4.根据权利要求3所述的前输出涡轴发动机高空台试验进气装置，其特征在于，所述柔性密封圈为苯基硅橡胶密封圈。
5.根据权利要求1所述的前输出涡轴发动机高空台试验进气装置，其特征在于，所述引气管上设有波纹管。
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