CN114509269B - 试车台二次引射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于核心机试验的试车台二次引射装置，其中，二次引射筒用于将发动机尾喷管喷出的气流引射到试车台主引射装置，支架用于支撑二次引射筒，支架中，基座具有多个水平滑道和多个竖直滑道，水平调节组件具有多个水平调节机构，每个水平调节机构包括水平螺杆、滑动垫块和升降垫块，水平螺杆可旋转地支撑于基座，滑动垫块与水平螺杆螺纹连接，并且与水平滑道滑动配合，升降垫块与竖直滑道滑动配合，并且支撑二次引射筒，水平调节机构中，升降垫块通过斜面支撑在滑动垫块上，借此，通过旋转水平螺杆，使得滑动垫块水平滑动，从而升降垫块竖直滑动。上述试车台二次引射装置可以方便调平，适用于核心机试验。

Description

试车台二次引射装置

技术领域

本发明涉及一种试车台二次引射装置。

背景技术

近年来，大涵道比民用涡扇航空发动机研制快速发展，航空发动机整机地面室内试车台需要满足不同型号发动机的排气引射需求，试车台引射装置将发动机排出的高温燃气、油雾与试车间流场气流掺混，降低排气温度。由于大涵道比民用涡扇航空发动机的核心机空气流量较少，涵道比较高，整个发动机排气温度较低，因此整机地面室内试车台的引射系数相对要小。核心机试验件在整机地面室内试车台开展台架试验时，发动机喷口处排气温度较高，而试车台主引射装置的引射系数较低，因而可能存在发动机排气与试车间气流掺混不足、不能有效冷却排气、高温燃气回流、试车间流场漩涡等的隐患，需要提高整机室内试车台的引射能力。

发明人分析认为，在发动机与试车台主引射装置之间安装试车台二次引射装置，可以提高核心机试验时的引射能力。而在核心机试验的特殊环境下，需要提供一种可以方便调节特别是方便调平的试车台二次引射装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以方便调平的试车台二次引射装置，适用于核心机试验。

本发明提供一种用于核心机试验的试车台二次引射装置，包括二次引射筒和支架，所述二次引射筒用于将发动机尾喷管喷出的气流引射到试车台主引射装置，所述支架用于支撑所述二次引射筒，所述支架包括基座和水平调节组件，基座具有多个水平滑道和多个竖直滑道，水平调节组件具有多个水平调节机构，每个水平调节机构包括水平螺杆、滑动垫块和升降垫块，水平螺杆可旋转地支撑于所述基座，滑动垫块与所述水平螺杆螺纹连接，并且与所述水平滑道滑动配合，升降垫块与所述竖直滑道滑动配合，并且支撑所述二次引射筒，所述水平调节机构中，所述升降垫块通过斜面支撑在所述滑动垫块上，借此，通过旋转所述水平螺杆，使得所述滑动垫块水平滑动，从而所述升降垫块竖直滑动。

在一个实施方式中，所述试车台二次引射装置还包括侧向对中组件，所述侧向对中组件包括分别布置在所述二次引射筒两侧的侧向对中机构，所述侧向对中机构包括上螺杆、下螺杆和拉紧杆，所述上螺杆的上端铰接于所述支架，所述下螺杆的下端铰接于支撑基础，所述拉紧杆的上端与所述上螺杆的下端螺纹连接，所述拉紧杆的下端与所述下螺杆的上端螺纹连接。

在一个实施方式中，所述试车台二次引射装置还包括升降组件，用于使所述支架升降。

在一个实施方式中，所述升降组件包括多个支撑螺杆，每个支撑螺杆螺纹连接在所述支架的底部，用于支撑所述支架。

在一个实施方式中，所述二次引射筒具有轴向；所述基座包括活动座和支撑座，所述活动座可轴向调节地设置于所述支撑座。

在一个实施方式中，所述活动座通过丝杠螺母机构实现轴向调节。

在一个实施方式中，所述支架包括可拆架和支撑架，可拆架包括所述升降垫块，支撑架包括所述基座、所述水平调节组件的每个所述水平调节机构的所述水平螺杆和所述滑动垫块，所述可拆架可拆卸地支撑在所述支撑架上。

在一个实施方式中，所述可拆架的底部设置有滚轮。

在一个实施方式中，所述支架的底部设置有脚轮。

在一个实施方式中，所述竖直滑道是竖直延伸的竖直滑槽，所述竖直滑槽的上端开放，以置放所述升降垫块；和/或，所述水平滑道是水平延伸的水平滑槽。

上述试车台二次引射装置的二次引射筒布置在发动机尾喷管与试车台主引射装置之间，能够有效冷却引射排气，还可以避免潜在的高温燃气回流、试车间流场漩涡。上述试车台二次引射装置中通过水平螺杆与彼此斜面配合的滑动垫块、升降垫块组成的水平调节机构，可以实现便捷的调平操作。

进一步，通过水平调节组件配合侧向对中组件、升降组件，可以实现试车台二次引射装置的二次引射筒与试车台主引射装置的精确对准，且调节方便，结构可靠，均具备自锁功能。

附图说明

本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是核心机试验的试车间的布置示意图。

图2是示例性试车台二次引射装置的整体立体图。

图3是示例性试车台二次引射装置的平面图。

图4是示例性水平调节机构的示意图。

图5是示例性侧向对中机构的侧视图。

图6是示例性侧向对中机构的俯视图。

图7是示例性支撑螺杆的示意图。

图8是示例性轴向调节机构的示意图。

其中，上述附图主要包括以下附图标记：

试车台二次引射装置 10 发动机 20

试车台主引射装置 30 发动机尾喷管 201

进气截面墙体 30a 支架 1

二次引射筒 2 基座 3

水平调节组件 4 水平滑道 31

竖直滑道 32 水平调节机构 5

水平螺杆 51 滑动垫块 52

升降垫块 53 侧向对中组件 6

侧向对中机构 7 上螺杆 71

下螺杆 72 拉紧杆 73

铰链座 75 关节轴承 76

侧向 D1 轴向 X0

升降组件 8 支撑螺杆 81

旋转手杆 813 支座 814

脚轮 401 滚轮 402

活动座 33 支撑座 34

丝杠螺母机构 35 丝杠 351

螺母 352 轴承座 341

滑轨 342 手轮 353

锁止螺杆 354 可拆架 11

支撑架 12 上框架 121

下框架 122 试车间 A

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施方式的内容限制本发明的保护范围。

例如，在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一特征和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一特征和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一特征和第二特征之间可以不直接联系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一元件和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一元件和第二元件间接地相连或彼此结合。

试车台二次引射装置10包括二次引射筒2和支架1，用于核心机试验。二次引射筒2用于将发动机尾喷管201喷出的气流引射到试车台主引射装置30，支架1用于支撑二次引射筒2。可以理解，二次引射筒2引射发动机尾喷管201的排气的同时也可以引射旁通路气流。发动机尾喷管201也即作为核心机试验件的发动机20的尾喷管。具体地，试车台二次引射装置10可以安装在发动机尾喷口201与试车台主引射装置30的进气截面墙体30a之间的安装空间内。

在发动机尾喷管201与试车台主引射装置30之间增设试车台二次引射装置10特别是二次引射筒2时，发动机尾喷管201处排出的高温燃气与旁通气流掺混的气流，大部分经过二次引射筒2，然后进入试车台主引射装置30，最后排出试车台，这可以使发动机20排出的高温燃气与试车间A的旁路冷气流掺混增强，提高引射旁路冷气流的速度，并且抽吸作用可以增加试车间旁路冷却气流的空气流量，增强试车台引射装置引射排气能力，可以有效防止高温燃气的回流、流场涡流的产生。而且，其中发动机排出的高温燃气与试车间旁路冷气流掺混得以增强，可以降低排气温度，从而降低试车台主引射装置30所受到的温度，可以有效地延长试车台主引射装置30的使用寿命。

需要理解，附图均仅作为示例，并非是按照等比例的条件绘制的，不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。此外，不同实施方式下的变换方式可以进行适当组合。

支架1包括基座3和水平调节组件4。基座3具有多个水平滑道31和多个竖直滑道32。水平调节组件4具有多个水平调节机构5。图2中示出了四个水平调节机构5，在同一水平面上分别位于矩形的四个角处。

图4示出了水平调节机构5的示例构造。每个水平调节机构5包括水平螺杆51、滑动垫块52和升降垫块53。

水平螺杆51可旋转地支撑于基座3。例如，图4中，基座3具有水平穿孔301，水平螺杆51水平穿过水平穿孔301，从而可以旋转，而且，水平螺杆51沿水平方向(图4中，左右方向)还具有两个轴挡511，分别位于水平穿孔301两侧，从而防止水平螺杆51脱出基座3。

滑动垫块52可以与水平螺杆51螺纹连接。例如，图4示出的实施方式中，滑动垫块52的左端具有螺孔521，与水平螺杆51的右端螺纹连接。可以理解，文中使用的“螺杆”并非要求沿全长都具有外螺纹，而是只要在需要螺纹连接的部位设置有外螺纹即可。例如，水平螺杆51并非要求沿全长都具有外螺纹，只要有一部分(例如图2中的右端部分)有外螺纹即可，例如，在水平穿孔301左侧的部分可以没有外螺纹而仅是光杆。

滑动垫块52与基座3的水平滑道31滑动配合，从而可以水平滑动。例如，图4示出的实施方式中，水平滑道31可以是水平延伸的水平滑槽。滑动垫块52可以具有置入作为水平滑道31的水平滑槽而与水平滑槽滑动配合的凸块。旋转水平螺杆51时，由于滑动垫块52与水平螺杆51螺纹连接，滑动垫块52会在水平滑道31的引导下水平滑动。

升降垫块53与基座3的竖直滑道32滑动配合，并且支撑二次引射筒2。在一个实施方式中，基座3的竖直滑道32是竖直延伸的竖直滑槽，竖直滑槽的上端开放，以置放升降垫块53。例如，图4的实施方式中，基座3提供的左、右侧壁302a、302b分别开设有作为竖直滑道32的U形导槽，升降垫块53的左、右两端分别具有向外凸伸的两个导柱，两个导柱分别架设在左、右侧壁302a、302b的U形导槽上，从而实现升降垫块53与竖直滑道32的滑动配合。

水平调节机构5中，升降垫块53通过斜面支撑在滑动垫块52上。具体地，图4中，升降垫块53具有下斜面532，滑动垫块52具有上斜面522，升降垫块53的下斜面532与滑动垫块52的上斜面522接触配合，从而支撑在滑动垫块52上。借此，通过旋转水平螺杆51，使得滑动垫块52水平滑动，从而升降垫块53竖直滑动。具体地，旋转水平螺杆51，则由于水平滑道31的引导，滑动垫块52水平滑动，而由于升降垫块53与滑动垫块52之间的斜面配合以及竖直滑道32的引导，升降垫块53可以竖直滑动。

上述试车台二次引射装置10中，可以通过旋转各个水平调节机构5中的水平螺杆51，调节各个水平调节机构5中的升降垫块53的升降高度，从而调整升降垫块53上支撑的二次引射筒2的水平度。通过采用三个以上(优选地，四个)水平调节机构5，可以实现二次引射筒2在任一方向上的调平。而且，水平调节机构5还可以起到高度微调的作用。整个调节过程中可以实现自锁，操作方便、稳定。

参见图2和图3，上述试车台二次引射装置10还可以包括侧向对中组件6。侧向对中组件6可以包括分别布置在二次引射筒2两侧的侧向对中机构7。图2中，在二次引射筒2的每一侧布置有两个侧向对中机构7。

侧向对中机构7可以包括上螺杆71、下螺杆72和拉紧杆73。上螺杆71的上端铰接于支架1。拉紧杆73的上端与上螺杆71的下端螺纹连接。图5和图6示出了下螺杆72附近的示例构造，下螺杆72的下端721铰接于支撑基础，支撑基础例如是试车间的地面。拉紧杆73的下端731与下螺杆72的上端722螺纹连接。图5和图6中，拉紧杆73的下端731可以采用设置杆孔731a并且在杆孔731a的孔口处焊接六角螺母的形式，这样下螺杆72的上端722与六角螺母螺纹连接后，穿入杆孔731a内。下螺杆72的下端721可以通过铰链座75配合关节轴承76而铰接于支撑基础，铰链座75例如可以通过膨胀螺栓固定于试车间地面。类似地，上螺杆71的上端也可以通过铰链座铰接于支架1。

旋转拉紧杆73(旋转六角螺母)时，拉紧杆73与上螺杆71、下螺杆72的螺纹连接长度变化，可以朝向或远离该拉紧杆73所在一侧拉近或者推远支架1，从而使得二次引射筒2可以在侧向D1(图3中，左右方向)上与试车台主引射装置30对中。而且，通过设置侧向对中组件6，可以使得试车台二次引射装置10稳固地停留在指定位置而保持不动，保证试车台二次引射装置10的的稳定性，尽可能减少试车台改造量。

图示实施方式中，试车台二次引射装置10还可以包括升降组件8，用于使支架1升降。图示实施方式中，升降组件8可以包括多个支撑螺杆81(图2中，四个支撑螺杆81)，每个支撑螺杆81螺纹连接在支架1的底部，用于支撑支架1。

可以参见图7，支撑螺杆81的上端812与支架1的底部提供的螺孔101(提供螺孔101的座体也可以称之为螺杆座)螺纹连接后穿出，还设置有旋转手杆813。支撑螺杆81的下端811支撑在支撑基础上，例如，支撑螺杆81的下端811设置有支座814，以稳固支撑在支撑基础上。支撑螺杆81的下端811的支座814可以固定于支撑基础上，通过手持旋转手杆813使得支撑螺杆81旋转，可以实现支架1的升降。图中，通过设置三个以上支撑螺杆81，调整每个支撑螺杆81的支撑高度，还可以实现支架1及其支撑的二次引射筒2的初步调平，然后再通过前述水平调节组件4实现二次引射筒2的最终调平，二者配合使用，可以使得调平操作以及升降操作更加灵活、便捷，且操作空间更大。

图示实施方式中，支架1的底部可以设置有脚轮401，图2中，四个脚轮401。这样方便将试车台二次引射装置10整体推送到指定位置，然后通过升降组件8实现支架1及其上支撑的二次引射筒2的升降。

上述试车台二次引射装置10中，通过水平调节组件4、侧向对中组件6和升降组件8的调节可以使得二次引射筒2的中心线与试车台主引射装置30的中心线完全同轴、对准或重合。

二次引射筒2具有轴向X0。轴向X0大体与发动机20的排气方向一致。图2和图8示出的实施方式中，基座3可以包括活动座33和支撑座34，活动座33可轴向调节地设置于支撑座34。图示实施方式中，活动座33通过丝杠螺母机构35实现轴向调节。具体地，丝杠螺母机构35可以包括彼此配合的丝杠351和螺母352。丝杠351例如通过两个轴承座341可旋转地安装在支撑座34上。丝杠351的杆端还可以设置手轮353，方便旋转丝杠351。丝杠351的侧向还可以设置锁止螺杆354，在丝杠351旋转到预定位置时，通过锁止螺杆354从侧向抵住丝杠351，将丝杠351锁止在该预定位置。螺母352与活动座33固定连接，活动座33可轴向滑动地安装于支撑座34。具体地，结合图2和图8，丝杠螺母机构35的螺母352可以在侧向D1位于活动座33的中部，活动座33在侧向D1上的两侧设置有滑座331，而支撑座34对应地设置有滑轨342，从而活动座33也即螺母352可轴向滑动地安装于支撑座34。由于滑轨342的引导，旋转丝杠35可以带动螺母352及活动座33沿轴向X0滑动，从而实现二次引射筒2的进气截面与发动机尾喷管201的出口截面之间的距离可调。这种滑动式丝杠螺母机构传动性能好、精度高，调节过程单点操作且操作方便，可以提高工作效率，而且这种滑动式丝杠螺母机构具有自锁特性，调节过程匀速、线性，可以避免移动过程中可能会出现的冲击问题，保证整个装置的结构稳定性和安全性。

图示实施方式中，支架1可以包括可拆架11和支撑架12。可拆架11包括前述升降垫块53，而支撑架12包括前述基座3、水平调节组件4的每个水平调节机构5的水平螺杆51和滑动垫块52。可拆架11可拆卸地支撑在支撑架12上。例如，图2和图3中，可拆架11通过紧固件13例如螺栓可拆卸地支撑在支撑架12上。图示实施方式中，可拆架11包括前述升降垫块53以外，还可以包括二次引射筒固定结构111。换言之，前述升降垫块53固定在二次引射筒固定结构111的底部，通过二次引射筒固定结构111支撑二次引射筒2。

图示实施方式中，可拆架11的底部可以设置有滚轮402。这样，可以将可拆架11从支撑架12上拆卸下来，单独推送。

在优选实施方式中，二次引射筒2的筒体特别是筒内面21可以喷涂有耐高温漆，从而保证二次引射筒2能够耐受发动机20排出的高温燃气。

图示实施方式中，支撑架12可以包括叠加设置且彼此可拆卸的上框架121和下框架122。上螺杆71的上端可以铰接于上框架121。总体上，支架1可以包括彼此之间可拆卸的可拆架11、上框架121和下框架122。换言之，支架1可以拆卸为三个自由移动的模块，模块之间例如可以通过高强度螺栓、高强度平垫圈、重型弹簧垫片和高强度螺母连接，来保证支架1的可靠性。通过脚轮401、滚轮402等可以较为方便地移动至其他试车台，而且各模块在分开状态下也能单体灵活移动，既能满足现有试车台的排气引射需求，又能满足其他试车台排气引射需求，提高装置利用率，节约成本。支架1模块化设计，例如可以仅针对下框架122开展改造，来适应不同中心标高的试车台，也即，可以进行模块化改造，因此，改造量相对较小，可缩短科研生产准备周期，节约试车台架改造成本，换言之，支架1分成彼此可拆卸的多个模块，使得整个引射装置具备可拓展性、通用性的特点。

在优选实施方式中，二次引射筒2的筒体直径可以是发动机尾喷管201的出口截面的直径的1.5-3倍，二次引射筒体2的进气截面与发动机尾喷管201的出口截面的距离可以是发动机尾喷管201的出口截面直径的2-4倍。这可以适应不同型号的发动机20，保证整个引射装置的引射能力，防止高温燃气回流和试车间A中漩涡的产生。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于核心机试验的试车台二次引射装置，其特征在于，包括二次引射筒和支架，所述二次引射筒用于将发动机尾喷管喷出的气流引射到试车台主引射装置，所述支架用于支撑所述二次引射筒，

所述支架包括：

基座，具有多个水平滑道和多个竖直滑道；以及

水平调节组件，具有多个水平调节机构，每个水平调节机构包括：

水平螺杆，可旋转地支撑于所述基座；

滑动垫块，与所述水平螺杆螺纹连接，并且与所述水平滑道滑动配合；和

升降垫块，与所述竖直滑道滑动配合，并且支撑所述二次引射筒；

所述水平调节机构中，所述升降垫块通过斜面支撑在所述滑动垫块上，借此，通过旋转所述水平螺杆，使得所述滑动垫块水平滑动，从而所述升降垫块竖直滑动；

所述二次引射筒的筒体直径是所述发动机尾喷管出口截面直径的1.5-3倍，所述二次引射筒的进气截面与所述发动机尾喷管出口截面的距离是所述发动机尾喷管出口截面直径的2-4倍。

2.如权利要求1所述的试车台二次引射装置，其特征在于，所述试车台二次引射装置还包括侧向对中组件，所述侧向对中组件包括分别布置在所述二次引射筒两侧的侧向对中机构，所述侧向对中机构包括：

上螺杆，所述上螺杆的上端铰接于所述支架；

下螺杆，所述下螺杆的下端铰接于支撑基础；和

拉紧杆，所述拉紧杆的上端与所述上螺杆的下端螺纹连接，所述拉紧杆的下端与所述下螺杆的上端螺纹连接。

3.如权利要求1所述的试车台二次引射装置，其特征在于，所述试车台二次引射装置还包括升降组件，用于使所述支架升降。

4.如权利要求3所述的试车台二次引射装置，其特征在于，所述升降组件包括多个支撑螺杆，每个支撑螺杆螺纹连接在所述支架的底部，用于支撑所述支架。

5.如权利要求1所述的试车台二次引射装置，其特征在于，所述二次引射筒具有轴向；

所述基座包括活动座和支撑座，所述活动座可轴向调节地设置于所述支撑座。

6.如权利要求5所述的试车台二次引射装置，其特征在于，所述活动座通过丝杠螺母机构实现轴向调节。

7.如权利要求1所述的试车台二次引射装置，其特征在于，

所述支架包括：

可拆架，包括所述升降垫块；和

支撑架，包括所述基座、所述水平调节组件的每个所述水平调节机构的所述水平螺杆和所述滑动垫块；

所述可拆架可拆卸地支撑在所述支撑架上。

8.如权利要求7所述的试车台二次引射装置，其特征在于，

所述可拆架的底部设置有滚轮。

9.如权利要求1所述的试车台二次引射装置，其特征在于，

所述支架的底部设置有脚轮。

10.如权利要求1所述的试车台二次引射装置，其特征在于，

所述竖直滑道是竖直延伸的竖直滑槽，所述竖直滑槽的上端开放，以置放所述升降垫块；和/或

所述水平滑道是水平延伸的水平滑槽。