CN115901270A - 小型航空发动机地面测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种小型航空发动机地面测试装置，包括结构总成和测试总成，其中结构总成包括滑动式转接托架和发动机托架，该滑动式转接托架位于小型航空发动机卡箍与小型航空发动机地面测试装置的连接部位处，该滑动式转接托架开设有槽，该槽用于滑动式转接托架籍由螺栓固定在发动机托架上时，该螺栓能够在槽内滑动，从而根据发动机的直径进行调节。由于本发明具有滑动式转接托架，由于其能够滑动地进行调节，因而能令本发明适用于连接多种直径的小型航空发动机，从而使得本发明适用于包括涡喷或涡扇发动机在内的绝大部分小型航空发动机，因而应用极为广泛，由此使得本发明小型航空发动机地面测试装置的灵活性和通用性得到了显著地提升。

Description

小型航空发动机地面测试装置

技术领域

本发明涉及发动机试验技术领域，具体地涉及一种小型航空发动机地面测试装置，即在小型航空飞行器设计及试验验证阶段中用于测试发动机性能的发动机地面测试装置。

背景技术

试验是确定发动机性能指标，评价发动机可靠性和寿命的唯一方法，是检验发动机能否定型及验收的唯一手段。从发动机试车对试验设备、试验技术和试验方法的要求来看，试验内容可以归为四类:组合件试验:发动机地面试验:发动机高空模拟试验:子级整机试车试验。其中，发动机地面试验涵盖内容更为丰富，因此发动机地面试验试车台相对更为重要。

测量发动机性能参数的试验装置称为推力台或试车台。推力台是用于发动机在地面进行试验时的试验装置，主要完成发动机的推力测量、有关物理参数(压力、温度、流量等)的测量，根据试验数据做出相应的处理对发动机进行性能评估。

通过航空发动机试车台开展试车试验是评估发动机各项性能指标的有效手段。目前国内外航空发动机试车台大多数针对大型航空发动机进行设计研制，具有结构复杂，配套系统多，测试推力大等特点。而小型航空发动机由于所测试的推力较小，对推力测试装置的灵敏度要求较高，且针对不同尺寸的小型航空发动机，要求能够根据发动机结构灵活调整安装尺寸，显然大型航空发动机推力试车台难以适应小型航空发动机推力测试需求。因此，需要设计并研制结构布局紧凑和安装拆卸方便的推力测试装置，实现对不同尺寸的小型航空发动机的推力测试。

小型飞行器设计人员需要通过试验的形式获取发动机推力等性能指标，小型发动机厂商也需要使用一定的设备测量发动机性能数据。这些需求都需要对小型飞行器的发动机进行地面试车并借助设备及装置进行性能数据的测定以获得所需的数据。

针对上述技术问题，目前在本技术领域中有以下几种方案：

方案一、将发动机固定在钢架上而后再开车测量：

比如，现有文献CN107238457B提供了一种适用于小推力发动机的推力测量装置。然而，该测量装置是不可移动的。

方案二、发动机先被固定在台面上，而后进行悬浮测力的：

比如，现有文献CN207036318U提供了一种小型航空发动机水平推力测试装置。然而，该测试装置的底板是不可移动的，由于其采用悬挂式对发动机架进行支持，因而存在当台面不水平时，发动机架易倾翻的可能，因此隐患极大。

方案三、使用可上下调节板车配合钢架来测试螺旋桨发动机的推力：

比如，现有文献CN201666850U提供了一种航模发动机试车台。

方案四、在小型航空飞行器制造完成后，将发动机固定在航空飞行器上，采用绳索来对航空飞行器测试推力。

然而，在上述现有的技术方案中，至少存在以下显著的缺陷：

－方案一和方案二的测试设备不仅移动不便，而且测试功能不全(它们只能测量推力)；

－方案三的测试设备虽然解决了移动的问题，但其同样测试功能不全，而且仅适用于螺旋桨式发动机；

－对于在小型飞机已经制成成品后再测试发动机推力，方案四显然在设计过程中直接缺乏测试数据，从而为后续飞机的正常飞行埋下极大的隐患。

鉴于上述内容可知，目前在本技术领域中还尚不存在这样一种小型航空发动机地面测试装置，区别于现有的测试设备，其不仅移动便利、测试功能齐全，而且适用于包括涡喷或涡扇发动机在内的绝大部分小型航空发动机，因而应用极为广泛。因此，如何能够设计一种能够满足上述需求的小型航空发动机地面测试装置俨然成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是为了解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种小型航空发动机地面测试装置，其不仅移动便利、测试功能齐全，而且应用极为广泛，适用于绝大部分的小型航空发动机。

为了解决上述发明目的，本发明提供了一种小型航空发动机地面测试装置，包括结构总成和测试总成，其中，所述结构总成包括滑动式转接托架和发动机托架，

其中，所述滑动式转接托架位于小型航空发动机卡箍与所述小型航空发动机地面测试装置的连接部位处，

其中，所述滑动式转接托架开设有槽，所述槽用于所述滑动式转接托架籍由螺栓固定在所述发动机托架上时，所述螺栓能够在所述槽内滑动，从而根据发动机的直径进行调节。

较佳地，在本发明的小型航空发动机地面测试装置中，所述结构总成还包括滑块、滑轨、台面、前端止动块、立柱、D型扣、台架止动转盘、台架外延支架、加强条、万向轮、测温支架、高温防护罩和后端止动块；所述测试总成包括环境监控仪表、流量计、测力计显示器、测力计传感器和挂钩。

较佳地，在本发明的小型航空发动机地面测试装置中，所述滑动式转接托架还开设有螺栓孔，用于籍由螺栓与所述小型航空发动机卡箍相连接。

较佳地，在本发明的小型航空发动机地面测试装置中，所述发动机托架开设有：用于籍由螺栓与所述滑动式转接托架相连接的发动机托架第一孔；用于籍由螺栓与所述滑块相连接的发动机托架第二孔；以及用于籍由螺栓与所述挂钩相连接的发动机托架第三孔。

较佳地，在本发明的小型航空发动机地面测试装置中，所述测力计传感器的一端与所述挂钩相连接，而其另一端则与所述后端止动块相连接。

较佳地，在本发明的小型航空发动机地面测试装置中，所述挂钩包括挂钩第一端和与所述挂钩第一端相对的挂钩第二端，其中，所述挂钩第二端籍由螺栓－螺母组件与所述测力计传感器配合连接。

较佳地，在本发明的小型航空发动机地面测试装置中，所述挂钩第一端上制有螺纹，并且在所述发动机托架的所述发动机托架第三孔内也制有螺纹，由此所述挂钩与所述发动机托架螺纹啮合连接。

较佳地，在本发明的小型航空发动机地面测试装置中，所述高温防护罩开设有用于籍由螺栓－螺母组件与所述后端止动块相连接的高温防护罩第一孔和用于籍由螺栓与所述测温支架相连接的高温防护罩第二孔。

较佳地，在本发明的小型航空发动机地面测试装置中，所述测温支架由左侧件和右侧件构成，其中，所述左侧件开设有用于籍由螺栓与所述高温防护罩相连接的测温支架第一孔，所述右侧件则开设有用于籍由螺栓将所述测温支架的所述左侧件和所述右侧件对接的测温支架第二孔。

较佳地，在本发明的小型航空发动机地面测试装置中，所述测温支架还包括测温传感器。

较佳地，在本发明的小型航空发动机地面测试装置中，所述测温支架的右侧件还开设有用于所述测温传感器的测温支架排线孔。

较佳地，在本发明的小型航空发动机地面测试装置中，所述测温传感器是热电偶。

由于具备上述技术方案，相较于现有技术，由于在本发明小型航空发动机地面测试装置与小型航空发动机的卡箍或箍圈的连接部位处就设计了能够滑动的滑动式转接托架，该滑动式转接托架实质上是小型航空发动机与发动机托架连接的过渡件，正是由于其能够滑动地进行调节，因而能令本发明小型航空发动机地面测试装置适用于连接多种直径的小型航空发动机，从而使得本发明适用于包括涡喷或涡扇发动机在内的绝大部分小型航空发动机，因而应用极为广泛，由此使得本发明小型航空发动机地面测试装置的灵活性和通用性得到了显著地提升。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选实施方式，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

附图说明

为了更好地理解本发明的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本发明的优选实施方式，对本发明的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。

图1示意性地示出了本发明小型航空发动机地面测试装置在安装了小型航空发动机后的一较佳实施例的整体结构立体示意图；

图2示意性地示出了图1所示本发明小型航空发动机地面测试装置的整体结构俯视示意图；

图3示意性地示出了图1所示本发明小型航空发动机地面测试装置中的滑动式转接托架的结构示意图；

图4示意性地示出了图1所示本发明小型航空发动机地面测试装置中的发动机托架的结构示意图；以及

图5示意性地示出了图1所示本发明小型航空发动机地面测试装置中的挂钩的结构示意图；

图6示意性地示出了本发明小型航空发动机地面测试装置中的高温防护罩的结构示意图；

图7示意性地示出了本发明小型航空发动机地面测试装置中的测温支架的结构示意图；

图8示意性地示出了本发明小型航空发动机地面测试装置的台面组件安装示意图。

图中的附图标记在技术方案和实施例中的列表：1 小型航空发动机

2 发动机固定卡箍101 滑动式转接托架

101-1 槽

101-2 螺栓孔

102 发动机托架

102-1 发动机托架第一孔

102-2 发动机托架第二孔

102-3 发动机托架第三孔

103 滑块

104 滑轨

105 台面

106 前端止动块

107 立柱

108 D型扣

109 台架止动转盘

110 台架外延支架

111 加强条

112 万向轮

113 测温支架

113-1 测温支架第一孔

113-2 测温支架第二孔

113-3 测温支架排线孔

113-4 测温传感器

114 高温防护罩

114-1 高温防护罩第一孔

114-2 高温防护罩第二孔

115 后端止动块

201 环境监控仪表

202 流量计

203 测力计显示器

204 测力计传感器

205 挂钩

205-1 挂钩第一端

205-2 挂钩第二端

具体实施方式

为了使得本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更为详细地描述。

对此，首先需要指出的是，在这些实施例的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施例的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施例的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施例到另一种实施例之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计、制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。

另外，需要说明的是，除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其它元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。

下面将结合图1－7对本发明小型航空发动机地面测试装置进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能易于被本领域的技术人员理解，从而对本发明范围做出更为清晰的界定。

首先，总地来说，本发明的小型航空发动机地面测试装置应用于小型航空发动机的性能测试，以便对小型航空发动机进行地面试车并借助设备及装置进行性能数据的测定以获得所需的数据。

下面，将对本发明小型航空发动机地面测试装置的构成及主要部件的作用进行具体描述：

图1和2示意性地示出了本发明小型航空发动机地面测试装置在安装了小型航空发动机后的一较佳实施例的整体结构立体示意图及俯视示意图。如图所示，根据本发明小型航空发动机地面测试装置的一较佳实施例，该小型航空发动机地面测试装置包括结构总成和测试总成。其中，结构总成包括滑动式转接托架101、发动机托架102、滑块103、滑轨104、台面105、前端止动块106、立柱107、D型扣108、台架止动转盘109、台架外延支架110、加强条111、万向轮112、测温支架113、高温防护罩114和后端止动块115，而测试总成则包括环境监控仪表201、流量计202、测力计显示器203、测力计传感器204和挂钩205。

滑动式转接托架101

目前市面上的小型航空发动机通常是自带卡箍或箍圈的，以用于安装在小型飞行器的特定支架上，因而在本发明小型航空发动机地面测试装置与小型航空发动机的卡箍或箍圈的连接部位处就设计了能够滑动的滑动式转接托架101。

较佳地，图3示意性地示出了本发明小型航空发动机地面测试装置中的滑动式转接托架101的结构示意图。如图3所示，在滑动式转接托架101上开设有槽101-1，该槽101-1用于滑动式转接托架101籍由螺栓固定在发动机托架102上时，螺栓能够在该槽101-1内滑动，从而根据发动机的直径进行调节。另外，在滑动式转接托架101上还开设有螺栓孔101-2，用于籍由螺栓与发动机卡箍或箍圈相连接。

该滑动式转接托架101实质上是小型航空发动机与发动机托架连接的过渡件，正是由于其能够滑动地进行调节，因而能令本发明小型航空发动机地面测试装置适用于连接多种直径的小型航空发动机，从而使得本发明适用于包括涡喷或涡扇发动机在内的绝大部分小型航空发动机，因而应用极为广泛，由此使得本发明小型航空发动机地面测试装置的灵活性和通用性得到了显著地提升。

发动机托架102

本发明小型航空发动机地面测试装置的结构总成还包括发动机托架102，该发动机托架102用于支托发动机、承载发动机推力，并将发动机推力传递给挂钩205。

较佳地，图4示意性地示出了图1所示本发明小型航空发动机地面测试装置中的发动机托架的结构示意图。如图4所示，在发动机托架102上开设有用于籍由螺栓与滑动式转接托架101相连接的发动机托架第一孔102-1。由于发动机托架102并不具备根据发动机直径进行适配调节装配的功能，因而滑动式转接托架101是通过其与发动机托架102的发动机托架第一孔102-1相连接的螺栓在滑动式转接托架101的槽101-1中的滑动来适配多种直径的发动机的。

另外，在发动机托架102上还开设有用于籍由螺栓与滑块103相连接的发动机托架第二孔102-2，从而发动机托架102安装在滑块103上，而滑块103则与滑轨104相配合，由此对发动机托架102只产生向上的支持力。

此外，在发动机托架102上还开设有用于籍由螺栓与挂钩205相连接的发动机托架第三孔102-3。

测力计传感器204

本发明小型航空发动机地面测试装置的测试总成包括测力计传感器204，该测力计传感器204用于根据传感器的变形来测量当前推力。

如图1所示，测力计传感器204的一端与挂钩205相连接，而其另一端则与后端止动块115相连接。由此，由于测力计传感器204是根据传感器的变形来测量当前推力的，因而发动机托架102在推力方向上仅受到由挂钩205、测力计传感器204及后端止动块115的约束。

挂钩205

本发明小型航空发动机地面测试装置的测试总成还包括挂钩205。

较佳地，图5示意性地示出了图1所示本发明小型航空发动机地面测试装置中的挂钩的结构示意图。如图5所示，该挂钩包括挂钩第一端205-1和与该第一端相对的挂钩第二端205-2。其中，挂钩第二端205-2籍由螺栓－螺母组件与测力计传感器204配合连接。

此外，较佳地，在挂钩第一端205-1上制有螺纹，并且在发动机托架102上的发动机托架第三孔102-3内也制有螺纹，由此使得挂钩205与发动机托架102能够螺纹啮合连接。

高温防护罩114

本发明小型航空发动机地面测试装置的结构总成还包括高温防护罩114。鉴于发动机在测试时会产生高热，该高温防护罩114用于保护测力计传感器204，使其不会收到高热的影响。

较佳地，图6示意性地示出了本发明小型航空发动机地面测试装置中的高温防护罩的结构示意图。如图6所示，高温防护罩114上开设有高温防护罩第一孔114-1，用于籍由螺栓－螺母组件与后端止动块115相连接。另外，高温防护罩114上还开设有高温防护罩第二孔114-2，用于籍由螺栓与测温支架113相连接。

测温支架113

为了测量尾焰温度，本发明小型航空发动机地面测试装置还设计了测温支架113。

较佳地，图7示意性地示出了本发明小型航空发动机地面测试装置中的测温支架的结构示意图。如图7所示，该测温支架113可拆分为左侧件和右侧件。其中，左侧件上开设有测温支架第一孔113-1，用于籍由螺栓与高温防护罩114相连接，而右侧件上则开设有测温支架第二孔113-2，用于籍由螺栓将测温支架113的左侧件和右侧件对接。

另外，因为需要测量尾焰温度，因而将测温传感器113-4固定在测温支架113上。较佳地，测温传感器113-4是热电偶。为此，在测温支架113的右侧件上还开设有用于测温传感器113-4的测温支架排线孔113-3。

如上所述，根据本发明，本发明小型航空发动机地面测试装置具有作为小型航空发动机与发动机托架连接的过渡件的滑动式转接托架101，由于其能够滑动地进行调节，因而能令本发明小型航空发动机地面测试装置适用于连接多种直径的小型航空发动机，从而使得本发明适用于包括涡喷或涡扇发动机在内的绝大部分小型航空发动机，因而应用极为广泛，由此使得本发明小型航空发动机地面测试装置的灵活性和通用性得到了显著地提升。

下面，再结合图8来介绍一下本发明小型航空发动机地面测试装置在使用时的安装过程。其中，图8示意性地示出了本发明小型航空发动机地面测试装置的台面组件安装示意图。

具体地讲，在使用时，安装过程如下：

－按图纸将本发明小型航空发动机地面测试装置的结构总成中的所有部件、即滑动式转接托架101、发动机托架102、滑块103、滑轨104、台面105、前端止动块106、立柱107、D型扣108、台架止动转盘109、台架外延支架110、加强条111、万向轮112、测温支架113、高温防护罩114和后端止动块115以及测试总成中的所有部件、环境监控仪表201、流量计202、测力计显示器203、测力计传感器204和挂钩205安装完毕；

－将安装了上述部件的台架移动到户外或空旷地区，转动台架止动转盘109，以使得万向轮112脱离地面；

－利用水平仪将台面105调成水平；

－将D型扣108通过绳索连接于立柱或通过地钉连接于地面；

－将发动机用发动机固定卡箍2(从发动机中部或其他区域卡住或抱死发动机，作为过渡件，延生出与外界连接的两个支座)固定于滑动式转接托架101上；

－将滑动式固定托架101固定于发动机托架102上；

－将发动机的输油管与流量计202的出油口相连接，并将流量计202的入油口与油箱相连接；

－打开环境监控仪表201及测力计显示器203，记录下试验环境情况(包括温度、湿度、时间等参数)以及试验过程中的力值；

－可选地，此时若还需测量尾焰温度，则将温度传感器(较佳地，热电偶)固定于测温支架113上。

鉴于上述技术方案，相较于现有技术，由于在本发明小型航空发动机地面测试装置与小型航空发动机的卡箍或箍圈的连接部位处就设计了能够滑动的滑动式转接托架，该滑动式转接托架实质上是小型航空发动机与发动机托架连接的过渡件，正是由于其能够滑动地进行调节，因而能令本发明小型航空发动机地面测试装置适用于连接多种直径的小型航空发动机，从而使得本发明适用于包括涡喷或涡扇发动机在内的绝大部分小型航空发动机，因而应用极为广泛，由此使得本发明小型航空发动机地面测试装置的灵活性和通用性得到了显著地提升。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，熟悉本领域的技术人员易于想到其它的优点和修改。因此，在其更宽泛的方面上来说，本发明并不局限于这里所示和所描述的具体细节和代表性实施例。因此，本领域技术人员能够将上述实施例的要素进行合理的组合或者改动，以便在不脱离如所附权利要求书及其等价物所限定的本发明总的发明概念的精神或范围的前提下作出各种修改。

Claims (12)

1.一种小型航空发动机地面测试装置，包括结构总成和测试总成，其中，所述结构总成包括滑动式转接托架和发动机托架，

其中，所述滑动式转接托架位于小型航空发动机卡箍与所述小型航空发动机地面测试装置的连接部位处，

其中，所述滑动式转接托架开设有槽，所述槽用于所述滑动式转接托架籍由螺栓固定在所述发动机托架上时，所述螺栓能够在所述槽内滑动，从而根据发动机的直径进行调节。

2.如权利要求1所述的小型航空发动机地面测试装置，其特征在于，

所述结构总成还包括滑块、滑轨、台面、前端止动块、立柱、D型扣、台架止动转盘、台架外延支架、加强条、万向轮、测温支架、高温防护罩和后端止动块；

所述测试总成包括环境监控仪表、流量计、测力计显示器、测力计传感器和挂钩。

3.如权利要求1或2所述的小型航空发动机地面测试装置，其特征在于，所述滑动式转接托架还开设有螺栓孔，用于籍由螺栓与所述小型航空发动机卡箍相连接。

4.如权利要求2所述的小型航空发动机地面测试装置，其特征在于，所述发动机托架开设有：

用于籍由螺栓与所述滑动式转接托架相连接的发动机托架第一孔；

用于籍由螺栓与所述滑块相连接的发动机托架第二孔；以及

用于籍由螺栓与所述挂钩相连接的发动机托架第三孔。

5.如权利要求2所述的小型航空发动机地面测试装置，其特征在于，所述测力计传感器的一端与所述挂钩相连接，而其另一端则与所述后端止动块相连接。

6.如权利要求2所述的小型航空发动机地面测试装置，其特征在于，所述挂钩包括挂钩第一端和与所述挂钩第一端相对的挂钩第二端，其中，所述挂钩第二端籍由螺栓－螺母组件与所述测力计传感器配合连接。

7.如权利要求6所述的小型航空发动机地面测试装置，其特征在于，所述挂钩第一端上制有螺纹，并且在所述发动机托架的所述发动机托架第三孔内也制有螺纹，由此所述挂钩与所述发动机托架螺纹啮合连接。

8.如权利要求2所述的小型航空发动机地面测试装置，其特征在于，所述高温防护罩开设有用于籍由螺栓－螺母组件与所述后端止动块相连接的高温防护罩第一孔和用于籍由螺栓与所述测温支架相连接的高温防护罩第二孔。

9.如权利要求2所述的小型航空发动机地面测试装置，其特征在于，所述测温支架由左侧件和右侧件构成，其中，所述左侧件开设有用于籍由螺栓与所述高温防护罩相连接的测温支架第一孔，所述右侧件则开设有用于籍由螺栓将所述测温支架的所述左侧件和所述右侧件对接的测温支架第二孔。

10.如权利要求9所述的小型航空发动机地面测试装置，其特征在于，所述测温支架还包括测温传感器。

11.如权利要求10所述的小型航空发动机地面测试装置，其特征在于，所述测温支架的右侧件还开设有用于所述测温传感器的测温支架排线孔。

12.如权利要求11所述的小型航空发动机地面测试装置，其特征在于，所述测温传感器是热电偶。

Images