CN220380746U - 一种涡轴发动机侧风试验厂房 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种涡轴发动机侧风试验厂房，其包括试车间、与试车间前端连通的进气塔和与试车间后端连通的排气塔，所述试车间的两侧分别设置有侧风进气塔和侧风排气塔，所述侧风进气塔和侧风排气塔的位置相对应，所述侧风进气塔的底部设置有侧风发生装置，该侧风发生装置的出风口朝向侧风排气塔。本实用新型不仅具有传统涡轴发动机试车厂房的所有功能，而且还能够完成发动机侧风试验。
Description
技术领域
本实用新型涉及航空发动机试验技术领域，尤其涉及一种涡轴发动机侧风试验厂房。
背景技术
航空发动机的稳定性和性能，受到进入发动机气流品质的影响，其中侧风是发动机在飞机起飞、降落时经常遭遇的情况，对其稳定性和性能会有影响。在较大的侧风环境下，发动机进口空气流场不均匀，进气道出口综合畸变指数增大，影响发动机的工作稳定性，更大能量的侧风甚至导致发动机无法正常工作。现代航空涡喷/涡扇发动机研制过程中，借助于风洞试验、台架侧风试验和试飞平台试验等手段进行进气畸变研究，以优化发动机进气道的侧风性能，验证航空发动机在侧风环境下的可靠工作能力，并为飞机在侧风条件下的安全运营提供依据。但目前航空涡轮轴发动机在研制过程中尚未开展侧风试验，无法判断发动机在侧风条件下的准确性能。
航空涡轮轴发动机的研制依据主要包括GJB 242A《航空涡轮螺桨和涡轮轴发动机通用规范》和《航空发动机适航标准》，以上两份文件中均无侧风试验相关要求。《CCAR25R4-25.233航向稳定和操纵性》从飞机角度，提出在地面任意速度运行时，90度侧风(最大25节，即12.84m/s)条件下，飞机不得出现不可控的打转倾向。从发动机角度理解，即在12.84m/s的正侧风环境中，发动机可以任意速度在地面稳定运转。
传统的涡轴发动机试车厂房一般采用“U”型布局，即采用垂直进气道、水平试车间、垂直排气道的布局形式。外界洁净气流由垂直进气道进入试车间，在试车间内经试验发动机吸入燃烧后，燃烧废气排入垂直排气道，经过排气道出口高空排放。中国实用新型专利CN208871766U公开了一种航空发动机试车厂房，其包括进气道、试验间、排气道、空调设备、进气活动门，排气道、进气道，试验间、排气道依次联通，进气道位于试验间的前部及顶部，排气道位于试验间的后部，消音装置布置于进气道、排气道中，进气活动门与排气活动门位于试验间内的顶部，紧贴在试验间内的屋面。该实用新型解决了在非试验时，因试验间与外界联通，导致试验员工作环境恶劣的问题。中国实用新型专利CN215374505U公开了一种封闭循环式涡轴发动机试车厂房，其包括试车间和气流通道，试车间内设置有试验发动机，试车间和气流通道连通组成环形封闭的一层建筑单元，气流通道的前端与试车间的排气口连接，气流通道的末端与试车间的进气口连接。该实用新型省去了进排气塔的建设成本，减少了消声元件的使用数量，显著降低了发动机试车厂房的建设成本。但是上述涡轴发动机试车厂房无法直接进行侧风试验，主要原因包括：未考虑正侧风来源，无法提供满足试验需求的正侧风风速；正侧风没有快速离开试车间的通道，会对试车间内的流场持续造成不利影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种涡轴发动机侧风试验厂房，解决发动机试车厂房无法直接进行侧风试验的问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种涡轴发动机侧风试验厂房，包括试车间、与试车间前端连通的进气塔和与试车间后端连通的排气塔，所述试车间的两侧分别设置有侧风进气塔和侧风排气塔，所述侧风进气塔与侧风排气塔的位置相对应，所述侧风进气塔的底部设置有侧风发生装置，该侧风发生装置的出风口朝向侧风排气塔。
主气流由进气塔进入试车间，在试车间内经试验发动机吸入燃烧后，燃烧废气排入垂直排气塔，经过排气塔出口高空排放；进行侧风试验时，侧风气流由侧风进气塔进入试车间，吹向试验发动机，然后经由侧风排气塔高空排放，所述侧风进气塔底部设置的侧风发生装置用于生成发动机侧风试验需要的正侧风(仅靠试验发动机的排气引射无法生成)，保证风速满足侧风试验的要求。
进一步地，所述侧风排气塔的下部靠近试车间的一侧设置有侧风排气筒，所述侧风排气筒与侧风发生装置相对设置，所述侧风排气筒的一侧与试车间连通，排气筒的另一侧与侧风排气塔连通。侧风排气筒用于收集侧风气流，并将侧风气流送入侧风排气塔中排出。
进一步地，所述侧风排气筒中心的高度与侧风发生装置出风口等效中心点的高度一致。如此，侧风排气筒收集吹过试验发动机后的侧风气流，并将侧风气流通过侧风排气塔高空排出，保证侧风气流快速离开试车间的通道，避免对试车间内的流场持续造成不利影响。
进一步地，所述侧风发生装置与侧风排气筒之间设置有试验发动机，所述试验发动机的中心与侧风发生装置出风口等效中心点的高度一致。
进一步地，所述试验发动机与侧风发生装置之间的距离为L1，侧风发生装置出风口的等效直径为L2，其中：4L2≤L1≤6L2。如此，保证正侧风满足试验要求。
进一步地，所述侧风发生装置为风机阵列。如此，侧风气流由侧风进气塔进入试车间，通过风机阵列整流加速后，吹向试验发动机，满足侧风试验的风速要求。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
(1)本实用新型不仅具有传统涡轴发动机试车厂房的所有功能，而且还能够完成发动机侧风试验；
(2)本实用新型具有侧风发生装置，能够生成符合试验要求的侧风；
(3)本实用新型设置有侧风排气筒，收集完成试验任务后的侧风气流，使侧风气流从侧风排气塔快速离开试车间，减少对试车间流场的不利影响。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是沿图1中A向示意图。
附图标记说明：1进气塔、2试车间、3排气塔、4侧风进气塔、5侧风排气塔、6风机阵列、7侧风排气筒、8试验发动机、9工艺设备间、10操纵间、11工艺准备间、12滑油间、13待试间、14变配电间、15燃油间。
具体实施方式
以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
参阅图1、图2，一种涡轴发动机侧风试验厂房，主要包括进气塔1、试车间2、排气塔3、侧风进气塔4、侧风排气塔5、风机阵列6、侧风排气筒7和辅助用房，所述辅助用房包括工艺设备间9、操纵间10、工艺准备间11、滑油间12、待试间13、变配电间14、燃油间15。所述试车间2和辅助用房均为单层。所述进气塔1、试车间2、排气塔3依次连通，所述进气塔1位于试车间2的前部，所述排气塔3位于试车间2的后部。所述侧风进气塔4、侧风排气塔5、辅助用房分别位于试车间2的两侧。所述侧风进气塔4和侧风排气塔5位于试车间1靠近排气塔3的一端。所述试车间2的一侧依次设置有工艺设备间9、操纵间10、工艺准备间11、侧风排气塔5、滑油间12，车间2的另一侧依次设置有待试间13、变配电间14、侧风进气塔4、燃油间15，满足试验需求。所述排气塔3的高度大于进气塔1的高度，所述排气塔3的高度与侧风排气塔5的高度一致，所述进气塔1的高度与侧风进气塔4的高度一致，将废气高空排放，满足环保要求，同时尽量避免排气对进气的气流品质污染。
所述侧风进气塔4底部靠近试车间2的一侧设置有风机阵列6，所述风机阵列6的出风口朝向侧风排气塔5，风机阵列6的出风口等效为直径L1的圆形出风口。所述侧风排气塔5的下部靠近试车间2的一侧设置有侧风排气筒7，所述侧风排气筒7与风机阵列6相对设置，侧风排气筒7用于收集侧风气流，并将侧风气流送入侧风排气塔5中排出。试车间2内设置有试验发动机8，所述试验发动机8位于侧风排气筒7与风机阵列6之间，试验发动机8与风机阵列6的出风口之间的距离为风机阵列6出风口等效直径L1的5倍。所述风机阵列6出风口的等效圆心的高度与侧风排气筒7中心和试验发动机8中心的高度一致。
在进行常规试验时，主气流由进气塔1进入试车间2，在试车间2内经试验发动机8吸入燃烧后，燃烧废气排入排气塔3，经过排气塔3的出口高空排放，整个过程中风机阵列6不工作。
在进行侧风试验时，主气流路径与常规试验时一致；风机阵列6工作，侧风气流由侧风进气塔4进入风机阵列6，风机阵列6风口与试验发动机8的距离约为风机阵列6的出风口尺寸的5倍，通过风机阵列6整流加速后，侧风气流吹向试验发动机8完成侧风试验，然后通过侧风排气筒7收集，最后经由侧风排气塔5高空排放。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。
Claims (6)
1.一种涡轴发动机侧风试验厂房，包括试车间(2)、与试车间(2)前端连通的进气塔(1)和与试车间(2)后端连通的排气塔(3)，其特征在于，所述试车间(2)的两侧分别设置有侧风进气塔(4)和侧风排气塔(5)，所述侧风进气塔(4)与侧风排气塔(5)的位置相对应，所述侧风进气塔(4)的底部设置有侧风发生装置，该侧风发生装置的出风口朝向侧风排气塔(5)。
2.根据权利要求1所述的涡轴发动机侧风试验厂房，其特征在于，所述侧风排气塔(5)的下部靠近试车间(2)的一侧设置有侧风排气筒(7)，所述侧风排气筒(7)与侧风发生装置相对设置，所述侧风排气筒(7)的一侧与试车间(2)连通，侧风排气筒(7)的另一侧与侧风排气塔(5)连通。
3.根据权利要求2所述的涡轴发动机侧风试验厂房，其特征在于，所述侧风排气筒(7)中心的高度与侧风发生装置出风口等效中心点的高度一致。
4.根据权利要求2所述的涡轴发动机侧风试验厂房，其特征在于，所述侧风排气筒(7)与侧风发生装置之间设置有试验发动机(8)，所述试验发动机(8)中心的高度与侧风发生装置出风口等效中心点的高度一致。
5.根据权利要求4所述的涡轴发动机侧风试验厂房，其特征在于，所述试验发动机(8)与侧风发生装置之间的距离为L1，侧风发生装置出风口的等效直径为L2，其中：4L2≤L1≤6L2。
6.根据权利要求1-5任一项所述的涡轴发动机侧风试验厂房，其特征在于，所述侧风发生装置为风机阵列(6)。
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