CN114295378A

CN114295378A - 一种锯齿状边缘的合页式畸变发生器

Info

Publication number: CN114295378A
Application number: CN202111362809.5A
Authority: CN
Inventors: 李传鹏; 赵文燕; 胡骏; 王英锋; 王志强; 阮立群; 朱春雨
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2021-11-17
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2022-04-08

Abstract

本发明公开了一种锯齿状边缘的合页式畸变发生器，包含两个合页、四个套筒、芯轴、四个作动条、以及推拉杆；四个套筒依次套在芯轴上，能够自由转动，第一、第三个套筒和其中一个合页的一边固连，第二、第四个套筒和另一个合页的一边固连；两个合页远离套筒的一边均设有锯齿结构。工作时，通过推拉杆和四个作动条控制两个合页开合，两个合页边缘的锯齿结构不仅能够改变大尺度涡结构，实现下游流场湍流度的调节，而且还能够降低实验过程中的噪声，改善实验环境。

Description

一种锯齿状边缘的合页式畸变发生器

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，尤其涉及一种锯齿状边缘的合页式畸变发生器。

背景技术

在航空发动机发展初期，各国一味追求高性能，忽视了进气畸变对发动机带来的影响。随着现代飞机高机动性的要求和S弯进气道的提出，飞机的结构变得越来越复杂，进气道内流场畸变问题日益突出，这不仅会降低发动机的稳定工作裕度，甚至造成发动机失速，喘振和空中停车，给飞机的安全飞行带来了严重威胁。国内外对进气畸变的研究主要通过实验手段，往往需要耗费大量人力、物力和财力，因此如何在地面试车台产生与实际飞行中相同的畸变图谱，成为发动机畸变实验的关键。

现有的进气畸变模拟技术中，总压畸变模拟技术最为重要和丰富，包括模拟网、插板模拟器、空气喷流畸变发生器等。模拟网通过调整网栅的疏密分布来得到所需的畸变图谱，一般根据飞机实际的畸变图谱研制，研制周期长，加工调整困难，且通过畸变网的气流脉动较小，无法模拟动态畸变；插板模拟器在管道内布置特定形状的挡板，通过移动挡板来模拟动态畸变，但无法产生准确的畸变图谱；空气喷流发生器使用一组空气喷气系统形成不均匀流场，可以较好地模拟动态畸变，但结构复杂，实验操作难度大，工程适用性不强。因此，有必要设计一种新的畸变元件，使其不仅与目标畸变图谱有良好的吻合度，还能同时满足稳态畸变与动态畸变的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种锯齿状边缘的合页式畸变发生器，通过在合页侧边切割出不同形状、不同尺寸的锯齿结构，并单独控制多个锯齿状边缘的合页式畸变发生器的开合角度，能够快速改变流场中的压力畸变状态，实现瞬态畸变，准确模拟出实际飞行情况下产生的畸变图谱。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种锯齿状边缘的合页式畸变发生器，包含第一合页、第二合页、第一至第四套筒、芯轴、第一至第四作动条、推拉杆；

所述第一至第四套筒结构相同，均为两端开口的空心圆柱体，依次套在所述芯轴上，能够在芯轴上自由转动；

所述第一合页、第二合页结构相同，均为矩形板，包含依次首位相连的第一至第四侧边，其中，所述第一合页的第一侧边分别和所述第一套筒、第三套筒的侧壁固连；所述第二合页的第一侧壁分别和所述第二套筒、第四套筒的侧壁固连；所述第一合页、第二合页通过芯轴以及第一至第四套筒能够相对打开或闭合；

所述第一合页、第二合页的第三侧边上都设有锯齿结构，第二侧边、第四侧边上都对称设有铰接点；

所述推拉杆平行于所述芯轴设置；

所述第一作动条、第二作动条的一端分别和第一合页第二侧边、第二合页第二侧边上的铰接点铰接，第一作动条、第二作动条的另一端均和所述推拉杆铰接；所述第三作动条、第四作动条的一端分别和第一合页第四侧边、第二合页第四侧边上的铰接点铰接，第三作动条、第四作动条的另一端均和所述推拉杆铰接；

所述推拉杆用于通过所述第一至第四作动条带动第一合页、第二合页相对打开或闭合。

作为本发明一种锯齿状边缘的合页式畸变发生器进一步的优化方案，所述第一合页、第二合页的第三侧边上的锯齿结构均采用三角形锯齿。

作为本发明一种锯齿状边缘的合页式畸变发生器进一步的优化方案，所述第一合页、第二合页的第三侧边上的锯齿结构均采用方形锯齿。

作为本发明一种锯齿状边缘的合页式畸变发生器进一步的优化方案，所述第一合页、第二合页的第三侧边上的锯齿结构均采用半圆形锯齿。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、结构简单，操作方便，仅通过移动推拉杆便可实现合页开合角度的调节，通过对多个带锯齿尾缘的合页式畸变发生器控制，不仅能准确模拟出飞机实际飞行中的畸变图谱，还可以在发动机实验中实时改变流场状态，实现动态畸变；

2、通过在第一、第二合页侧边切割出不同形状、不同大小的锯齿，可以改变第一、第二合页边缘的大尺度涡结构，实现下游流场湍流度的调节；

3、第一、第二合页侧边的锯齿结构还可降低实验过程中的噪声，改善实验环境。

附图说明

图1为锯齿状边缘的合页式畸变发生器张开状态结构图；

图2（a）、图2（b）、图2（c）分别为第一合页第三侧边上的锯齿结构均采用三角形锯齿、方形锯齿、圆形锯齿的结构示意图。

图中，1-第一合页，2-第二合页，3-第一套筒，4-第四套筒，5-芯轴，6-第一作动条，7-第二作动条，8-第四作动条，9-推拉杆，5-螺栓，6-垫片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。

应当理解，尽管这里可以使用术语第一、第二、第三等描述各个元件、组件和/或部分，但这些元件、组件和/或部分不受这些术语限制。这些术语仅仅用于将元件、组件和/或部分相互区分开来。因此，下面讨论的第一元件、组件和/或部分在不背离本发明教学的前提下可以成为第二元件、组件或部分。

如图1所示，本发明公开了一种锯齿状边缘的合页式畸变发生器，包含第一合页、第二合页、第一至第四套筒、芯轴、第一至第四作动条、推拉杆；

所述推拉杆平行于所述芯轴设置；

当畸变发生器完全闭合时，在畸变发生器下游一定距离的流动损失可忽略，通过计算机程序控制畸变发生器的开合角度可以实时改变流场中的畸变状态，实现瞬态畸变。

如图2（a）、图2（b）、图2（c）所示，所述第一合页、第二合页的第三侧边上的锯齿结构可以切割出不同形状、不同尺寸的锯齿，譬如三角形锯齿、方形锯齿，甚至还可以是半圆形锯齿。通过锯齿结构能够调整合页尾缘的大尺度涡结构，改变下游流场的湍流度。气流流过畸变发生器后在合页内外两侧产生压差，在锯齿附近产生小尺度涡，小尺度涡与合页尾迹剪切层发生作用，不断将主流卷吸进来，加强尾迹气流的掺混，降低流动损失，增加湍流强度，同时缩短剪切层长度，实现降噪功能。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种锯齿状边缘的合页式畸变发生器，其特征在于，包含第一合页、第二合页、第一至第四套筒、芯轴、第一至第四作动条、推拉杆；

所述推拉杆平行于所述芯轴设置；

2.根据权利要求1所述的锯齿状边缘的合页式畸变发生器，其特征在于，所述第一合页、第二合页的第三侧边上的锯齿结构均采用三角形锯齿。

3.根据权利要求1所述的锯齿状边缘的合页式畸变发生器，其特征在于，所述第一合页、第二合页的第三侧边上的锯齿结构均采用方形锯齿。

4.根据权利要求1所述的锯齿状边缘的合页式畸变发生器，其特征在于，所述第一合页、第二合页的第三侧边上的锯齿结构均采用半圆形锯齿。